Interfacial topology of anisotropic soft matter  Page description

Help  Print 
Back »

 

Details of project

 
Identifier
121019
Type PD
Principal investigator Salamon, Péter
Title in Hungarian Anizotrop lágy anyagok felületi topológiája
Title in English Interfacial topology of anisotropic soft matter
Keywords in Hungarian anizotrop lágy anyagok, folyadékkristályok, topológikus hibahelyek
Keywords in English anisotropic soft matter, liquid crystals, topological defects
Discipline
Physics (Council of Physical Sciences)100 %
Ortelius classification: Soft matter and polymer physics
Panel Physics
Department or equivalent Complex Fluids Department (Wigner Research Centre for Physics)
Participants Éber, Nándor
Starting date 2016-12-01
Closing date 2019-11-30
Funding (in million HUF) 15.087
FTE (full time equivalent) 2.40
state running project





 

Final report

 
Results in Hungarian
Ezen projekt által egy olyan élvonalbeli kísérleti és elméleti keretet sikerült megalapozni, ami az anizotrop lágy anyagok felületi topológiájának alapkutatása kapcsán az alábbi kiemelt, gyakorlati hasznosíthatósággal is rendelkező eredményekhez vezetett. Kiderítettük, hogy a folyadékkristály-levegő határfelületen a felületi molekuláris orientáció a legtöbb anyag esetén a felületre merőleges, de néhány esetben, különleges molekuláris szerkezettel pl. egy dimer esetén, párhuzamos is lehet. Bemutattuk, hogy cseppekben az orientációs szerkezet a peremfeltételektől függ, és egy fényérzékeny dimer esetén fénnyel állítható. Ugyanazon dimer esetén felfedeztük, hogy a viszkoelasztikus tulajdonságok is befolyásolhatók fénnyel. Bebizonyítottuk, hogy a viszkozitás egy az egymillióhoz arányú kontraszttal, reverzibilisen és gyorsan kapcsolható fénnyel, ami új, fejlett anyagok megjelenését vetíti előre, melyek fénnyel kapcsolható fékekben vagy ragasztókban lesznek alkalmazhatók. Egy másik anyagban megmutattuk, hogy lehetséges elektromosan kapcsolható/hangolható optikai örvényeket hatékonyan kelteni egy önszerveződő topológiai defekráccsal, ami szuperfelbontású mikroszkópokban, lézercsipeszekben, vagy optikai távközlésben való alkalmazási lehetőségeket nyújt. Bemutattunk az elektrokonvektív örvények egy új, mikrofluidikai keverésben való alkalmazását, illetve egy nagy energiájú, de stabil orientációs mintázatok keltésére vonatkozó módszert, mely önrendeződő topológiai defektekkel történhet.
Results in English
By this project, a cutting edge experimental and theoretical framework could be established, which lead to the following highlighted, practically applicable results related to the basic research of the interfacial topology of anisotropic soft matter. We revealed that the interfacial molecular orientation at liquid crystal - air interfaces in most materials is normal to the surface, but in some cases, with special molecular structure, it can be parallel too, e.g. in case of a dimeric molecule. We showed that the orientational structure in droplets depends on the boundary conditions, and it can be tuned by light in a photosensitive dimer. We discovered in the same dimer, that the visco-elastic properties can also be tuned by light. We proved that a reversible and fast change in viscosity by light illumination is possible with a remarkable contrast of one to a million, which paves the way to new advanced materials offering applications as photoswitchable brakes or adhesives. In another liquid crystal, we showed that an electrically switchable/tunable and highly efficient generation of optical vortices is possible using a self-assembled pattern of topological defects, offering applications in super-resolution microscopy, in laser tweezers, or in optical communication. We presented a new application of electroconvective flow vortices in microfluidic mixing as well as a new generation mechanism of stable, high-energy orientational patterns through self-arraying topological defects.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=121019
Decision
Yes





 

List of publications

 
Salamon P, Eber N, Sasaki Y, Orihara H, Buka A, Araoka F: Tunable Optical Vortices Generated by Self-Assembled Defect Structures in Nematics, PHYSICAL REVIEW APPLIED 10: (4) 044008, 2018
Amano R., Salamon P., Yokokawa S., Kobayashi F., Sasaki Y., Fujii S., Buka Á., Araoka F., Orihara H.: Tunable two-dimensional polarization grating using a self-organized micropixelated liquid crystal structure, RSC ADVANCES 8: (72) pp. 41472-41479., 2018
Glavan G, Salamon P, Belyaeva IA, Shamonin M, Drevenšek-Olenik I: Tunable surface roughness and wettability of a soft magnetoactive elastomer, JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE 135: (18) 46221, 2018
Aya S., Salamon P., Paterson D.A., Storey J.M.D., Imrie C.T., Araoka F., Jákli A., Buka Á.: Fast-and-Giant Photorheological Effect in a Liquid Crystal Dimer, ADVANCED MATERIALS INTERFACES 6: 1802032, 2019
Aya S., Salamon P., Paterson D.A., Storey J.M.D., Imrie C.T., Araoka F., Jákli A., Buka Á.: High-Contrast and Fast Photorheological Switching of a Twist-Bend Nematic Liquid Crystal, JOVE-JOURNAL OF VISUALIZED EXPERIMENTS (152) e60433, 2019
Kurp K., Czerwiński M., Tykarska M., Salamon P., Bubnov A.: Design of functional multicomponent liquid crystalline mixtures with nano-scale pitch fulfilling deformed helix ferroelectric mode demands, JOURNAL OF MOLECULAR LIQUIDS 290: 111329, 2019
Yoshioka J., Salamon P., Paterson D.A., Storey J.M.D., Imrie C.T., Jákli A., Araoka F., Buka A.: Spherical-cap droplets of a photo-responsive bent liquid crystal dimer, SOFT MATTER 15: (5) pp. 989-998., 2019
Gdovinová V, Tomašovičová N, Éber N, Salamon P, Tóth-Katona T, Závišová V, Kováč J, Jadżyn J, Kopčanský P: Ferronematics based on the nematic 6CB in combined electric and magnetic fields, PHASE TRANSIT 90: (8) 780-789, 2017
Xiang Y, Jing H-Z, Zhang Z-D, Ye W-J, Xu M-Y, Wang E, Salamon P, Éber N, Buka Á: Tunable Optical Grating Based on the Flexoelectric Effect in a Bent-Core Nematic Liquid Crystal, PHYS REV APPL 7: (6), 2017
Glavan G, Salamon P, Belyaeva IA, Shamonin M, Drevenšek-Olenik I: Tunable surface roughness and wettability of a soft magnetoactive elastomer, J APPL POLYM SCI 135: (18) Paper 46221. 8 p., 2018
Salamon P, Eber N, Sasaki Y, Orihara H, Buka A, Araoka F: Tunable Optical Vortices Generated by Self-Assembled Defect Structures in Nematics, PHYSICAL REVIEW APPLIED 10 : 4 Paper: 044008 , 13 p. (2018), 2018
Salamon P., Éber N., Buka Á.: Hangolható optikai örvények keltése önszerveződő topológiai defektrácsokkal nematikus folyadékkristályban, Fizikai Szemle (submitted - közlésre elküldve), 2019
Aya S., Salamon P., Eber N., Buka A., Araoka F.: Rewritable large-scale pattern formation driven by topological defect separation in liquid crystals, Advanced Materials (submitted - közlésre elküldve), 2019
Salamon P., Drevenšek-Olenik I., Osterman N.: Electroconvective vortices in microfluidics using nematic liquid crystals, 27th International Liquid Crystal Conference (Kyoto, Japan) http://ilcc2018.org/poster-presentation-program/, 2018




Back »