Самойлов О. М. Прояви структурних факторів в оптичних та електрофізичних властивостях рідкокристалічних дисперсій вуглецевих нанотрубок

Об’єкт дослідження: механізми взаємодії анізометричних НЧ з органічними молекулами РК. Мета: визначення структурних і функціональних, зокрема оптичних особливостей рідкокристалічних суспензій наночастинок різної анізометрії оптичними методами. Методи: спектрофотометрія (вимірювання спектрів пропускання), диференціальна скануюча калориметрія (визначення параметрів фазових переходів), оптична мікроскопія (дослідження структурних дефектів в РК–фазі та утворення агрегатів НЧ), вимірювання електрофізичних характеристик (електропровідність та діелектрична проникність досліджуваних суспензій). Теоретичні і практичні результати, наукова новизна: вперше виявлено істотні відмінності між властивостями РК–суспензій одностінкових та багатостінкових вуглецевих нанотрубок (ОСВНТ та БСВНТ). Показано, що в нематичній фазі за однакової концентрації оптична густина суспензій ОСВНТ значно (в ~3 рази) вища, причому в ізотропній фазі залежності оптичної густини від концентрації обох типів ВНТ близькі та описуються законом Бугера–Ламберта–Бера. Вперше віднайдено, що для суспензій ВНТ в холестеричних рідких кристалах концентраційна залежність оптичної густини є істотно немонотонною, з екстремумами, які відповідають змінам агрегаційного стану ВНТ. За допомогою оптичної мікроскопії встановлено, що на малих концентраціях ВНТ зосереджуються на дефектах структури холестеричного РК, а при збільшенні концентрації відбувається утворення агрегатів ВНТ. При цьому дефекти (так звані «маслянисті боріздки» зникають, і текстура холестеричного РК стає більш однорідною. Показано, що для РК–суспензій модифікованих органоглин типу лапоніту в аналогічних умовах особливості, характерні для ВНТ, відсутні, оптичні властивості визначаються процесом ексфоліації, а додаткове внесення лапоніту в суспензії ВНТ призводить до істотного покращення гомогенності та часової стабільності системи. Для РК–систем, що містять компоненти різної діелектричної анізотропії, встановлено аномальні концентраційні залежності оптичного пропускання в околі діелектричної компенсації та визначено умови реалізації нових фотоелектрооптичних ефектів на основі переходу Фредерікса в присутності диспергованих наночастинок. Практичне значення: отриманні в дисертаційній роботі результати стосовно взаємодії РК з НЧ можуть бути використані при розробці нових композитних наноматеріалів як багатофункціональної основи для електрооптичних та оптоелектронних пристроях. Показана в дисертаційній роботі можливість реалізації нового фотоелектрооптичного переходу Фредерікса для систем 5СВ + ЖК440, відкриває широкі перспективи для використання фото чутливих нематичних РК з від’ємною діелектричною проникністю в оптоелектроніці. Сфера використання: отриманні в дисертаційній роботі результати стосовно взаємодії РК з НЧ можуть бути використані при розробці нових композитних наноматеріалів як багатофункціональної основи для електрооптичних та оптоелектронних пристроях.