Влияние углеродных нанотрубок на физико-химические свойства геликоидальных жидкокристаллических фаз тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат наук Смирнова, Марина Викторовна

• Смирнова, Марина Викторовна
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Смирнова, Марина Викторовна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Жидкокристаллическое состояние вещества

1.2. Строение и свойства геликоидальных жидкокристаллических фаз

1.2.1. Сегнетоэлектрические жидкие кристаллы

1.2.2. Холестерические жидкие кристаллы

1.3. Углеродные нанотрубки: строение, методы получения

и свойства

1.4. Дисперсии углеродных нанотрубок в различных конденсированных средах

1.5. Метод молекулярно-динамического моделирования жидкокристаллических систем

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И

МОДЕЛИРОВАНИЯ

2.1. Объекты исследования

2.2. Методы исследования и оборудование

ГЛАВА 3. ТЕРМОТРОПНЫЙ МЕЗОМОРФИЗМ ГЕЛИКОИДАЛЬНЫХ

ФАЗ В СИСТЕМАХ С УГЛЕРОДНЫМИ НАНОТРУБКАМИ

3.1. Идентификация углеродного наносенсибилизатора «Таунит-М» и создание на его основе стабильных дисперсий

3.2. Термотропный мезоморфизм композиций СЭЖК - МУНТ

3.3. Термотропный мезоморфизм композиций ХЖК - МУНТ

ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ КОМПОЗИЦИЙ

СЭЖК - МУНТ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ВНЕШНЕГО

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

4.1. Основные электрооптические параметры СЭЖК и композитов с МУНТ на его основе

4.2. Феноменологическая теория Ландау фазового перехода

8тА* - БтС*

4.3. Диэлектрические свойства композиций СЭЖК - МУНТ

ГЛАВА 5. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ

КОМПОЗИТЫ ХЖК - МУНТ

5.1. Оптические свойства холестерических мезогенов и композитов с МУНТ на их основе

5.2. Вязкоупругие свойства композитов ХЖК - МУНТ

5.3. Молекулярно-динамическое моделирование системы

ХЖК-УНТ

ГЛАВА 6. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

КОМПОЗИТА ПОЛИМЕР - МНОГОСТЕННЫЕ УГЛЕРОДНЫЕ

НАНОТРУБКИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

141

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние углеродных нанотрубок на физико-химические свойства геликоидальных жидкокристаллических фаз»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы и степень ее разработанности. В области создания новых органических композиционных материалов особое место, по мнению ряда ведущих исследователей, занимает сочетание жидких кристаллов (ЖК) и углеродных нанотрубок (УНТ). На первый взгляд, ЖК и УНТ принадлежат к двум «различным мирам», но в последнее время все больше фактов подтверждает наличие у них большего сходства, чем можно было ожидать: оба объекта принадлежат к анизотропным материалам, могут формировать ЖК-фазы, и дополняют друг друга, обеспечивая взаимную ориентацию.

Физико-химические свойства компонентов дисперсий ЖК - УНТ, с одной стороны, способны обеспечивать оптимальные характеристики по чувствительности, быстродействию, электропроводности, а с другой, -выдерживать интенсивное световое облучение, высокие механические нагрузки и существенный перепад температур. Среди ЖК-матриц особенно перспективны и в то же время наименее изучены геликоидальные мезогены сегнетоэлектрического и холестерического типов (СЭЖК и ХЖК). Возросший интерес к спиралевидным фазам обусловлен двумя практическими аспектами. Во-первых, наличием самопроизвольного упорядочения электрических диполей в СЭЖК-фазе, открывающего возможность создания систем оптической обработки информации. Во-вторых, способностью ХЖК-фазы к селективному отражению циркулярно поляризованного света, что обуславливает возможность создания устройств для индикации температур и визуализации электромагнитных излучений. В свою очередь одностенные и многостенные углеродные нанотрубки привлекли всеобщее внимание благодаря значительному прикладному потенциалу, обусловленному крайне высокой анизотропией их электронных, механических, термических, магнитных и оптических свойств.

При этом опубликованные данные, посвященные дисперсиям ЖК - УНТ, носят противоречивый характер и остается открытым вопрос о концентрационной зависимости физико-химических свойств композитов. Именно поэтому изучение

физико-химических свойств геликоидальных мезогенов в композиции с УНТ (в широком диапазоне концентраций) является актуальной и важной с теоретической и практической точек зрения задачей.

Целью исследования явилось установление влияния концентрации диспергированных многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ) на физико-химические свойства различных типов геликоидальных жидкокристаллических матриц.

Основные задачи исследования заключались в следующем:

- экспериментально установить влияние МУНТ в диапазоне концентраций от 0,005 до 0,04 мае. % на мезоморфизм и термодинамику фазовых переходов исследуемых сегнетоэлектрической и пяти холестерических жидкокристаллических матриц (СЭЖК и ХЖК-матриц) при охлаждении в широком интервале температур (от температуры просветления до температуры плавления);

- определить влияние различных концентраций МУНТ на основные электрооптические параметры СЭЖК-матрицы в температурных областях существования хиральной смектической С* фазы под воздействием внешнего электрического поля (спонтанную поляризацию, угол наклона молекул, время электрооптического переключения, вращательную вязкость и диэлектрическую проницаемость);

- экспериментально установить влияние концентрации МУНТ на главные показатели преломления и вязкоупругие характеристики ряда ХЖК-матриц в температурных областях существования смектической А и хиральной нематической фаз;

- методом молекулярно-динамического моделирования подтвердить надмолекулярную структуру системы ХЖК - УНТ и установить влияние нанотрубки на параметр порядка молекул в 1Ч*-фазе производного холестерола;

- на основе принципов создания устойчивых дисперсий ХЖК - МУНТ, позволяющих снизить агрегацию и повысить стабильность нанотрубок в системе,

реализовать способ применения нанотрубок в качестве прочностного стабилизатора полиэтилена высокого давления.

Научная новизна. В данной работе впервые на основании комплексного исследования электрооптических и диэлектрических свойств композиций СЭЖК- МУНТ (в диапазоне концентраций УНТ от 0,005 до 0,04 мае. %) с применением современных независимых физико-химических методов выявлены качественно новые закономерности влияния нанотрубок на спонтанную поляризацию, угол наклона молекул, время электрооптического переключения и диэлектрическую проницаемость СЭЖК, которые вступают в противоречие с некоторыми литературными данными. Установлено, что, несмотря на четко выраженное уменьшение значения угла наклона молекул в 8тС*-фазе в присутствии МУНТ, спонтанная поляризация СЭЖК-материала повышается, время электрооптического переключения образцов увеличивается. Тем самым полученные данные вносят изменения в ранее существовавшее представление о влиянии УНТ на электрооптические свойства 8тС*-фазы. Их правомерность в диссертации обоснована в рамках классической теории Ландау применительно к СЭЖК, а также подтверждена независимыми диэлектрическими исследованиями, по результатам которых показано, что значение мнимой части диэлектрической проницаемости повышается, а частота релаксации голдстоуновской моды смещается в область низких значений.

Впервые в ходе изучения мезоморфизма и термодинамики фазовых переходов геликоидальных мезогенов установлена общая тенденция к незначительному влиянию концентраций МУНТ на температурный диапазон существования ТчГ*-фазы и существенному расширению 8тА*-фазы для СЭЖК и БгпА - в случае ХЖК на 13 °С при 0,04 мае. % УНТ). Впервые показано, что полигональная текстура кристаллической фазы ХЖК-соединений в присутствии УНТ приобретает элемент хиральности, напоминающий текстуру «отпечатков пальцев».

Впервые методом ротационной вискозиметрии установлено влияние концентрации МУНТ на вязкоупругие характеристики >1* и БшА термотропных

фаз ХЖК-материала. Показано, что в исследуемых фазах с добавлением в систему нанотрубок наблюдается увеличение значения комплексной вязкости и динамических модулей (7' и С\ при этом значение данных параметров в БшА-фазе на порядок выше, чем в 1чГ*-фазе.

Впервые методом молекулярно-динамического моделирования (МДМ) с использованием полноатомной модели подтверждена надмолекулярная структура как ХЖК-мезогена (миристата холестерола), так и его композита с одностенной УНТ и получена ЗБ-модель Ы*-фазы исследуемого, соединения. Полученные в работе результаты показали хорошее совпадение с литературными данными, полученными независимым экспериментальным методом.

Теоретическая и практическая значимость работы заключается в том,

что:

- результаты исследования развивают научные представления о физико-химических основах процессов функционирования устройств отображения информации на основе композиций ЖК - УНТ, они могут быть внесены в справочные издания и использованы другими исследователями в области жидкокристаллического состояния вещества;

- показана возможность моделирования процесса формирования надмолекулярной структуры как ХЖК-матрицы, так и ее композита с УНТ методом молекулярной динамики с применением полноатомной модели, что дает возможность прогнозирования надмолекулярной организации, типов фаз и полиморфизма у ранее не изученных композиций мезогенов с УНТ;

- полученные в работе физико-химические данные о температурной и концентрационной зависимости мезоморфных, вязкоупругих, электрооптических и диэлектрических свойств ХЖК- и СЭЖК-матриц могут быть включены в рабочую программу дисциплины «Методы исследования жидкокристаллических систем» направления подготовки «Химические науки» по профилю образовательной программы 02.00.04 - физическая химия, а также в другие рабочие программы дисциплин ВУЗов химического профиля, ориентированных на изучение наноматериалов и нанотехнологий;

- установленные зависимости мезоморфных, электрооптических и диэлектрических свойств СЭЖК-смеси Felix М4851/050, а также вязкоупругих характеристик ХЖК-матриц от концентрации МУНТ в системе будут полезны при создании новых материалов для электроники на основе геликоидальных ЖК-фаз. Кроме того введение УНТ можно использовать как один из путей индукции хиральности у ахиральных мезогенов;

- в результате анализа вязкоупругих характеристик ХЖК-композитов обоснована необходимость создания дисперсий ЖК - УНТ в температурном диапазоне существования мезоморфного состояния, что может быть полезно для получения новых стабильных высокодисперсных композиционных материалов;

- на основе разработанных в диссертации физико-химических подходов к созданию устойчивых дисперсий ХЖК - МУНТ, предложен способ получения композита полимер/углеродные нанотрубки и получены композиты полиэтилена с диспергированными МУНТ, обладающие повышенными износостойкими свойствами. Технология их получения защищена патентом Российской Федерации № 2495887 от 20.10.2013.

Методология и методы диссертационного исследования. Для обоснования результатов исследования автором использовались научные труды отечественных и зарубежных ученых в области теории конденсированного состояния вещества, физической химии жидкокристаллического состояния вещества, физических свойств углеродных наноматериалов, физико-химических свойств жидкокристаллических и полимерных композиций с углеродными нанотрубками. Методологической основой исследования выступали общенаучные и специальные методы, такие как эксперимент, анализ, синтез, сравнение и математическое моделирование.

Методы исследования выбирались исходя из поставленных задач и включали: оптическую поляризационную микроскопию, дифференциальную сканирующую калориметрию, спектроскопию комбинационного рассеяния света, ультразвуковое диспергирование, электрооптические измерения (определение угла наклона молекул, спонтанной поляризации и времени электрооптического

переключения), диэлектрическую спектроскопию, атомно-силовую микроскопию, ротационную вискозиметрию, рефрактометрию и молекулярно-динамическое моделирование.

На защиту выносятся;

- установленные количественные закономерности влияния МУНТ в концентрации от 0,005 до 0,04 мае. % на температуру фазовых переходов, электрооптические и диэлектрические свойства СЭЖК-смеси Felix М4851/050 и обоснование их правомерности в рамках классической теории Ландау применительно к СЭЖК;

- анализ результатов исследований влияния концентрации диспергированных МУНТ на мезоморфные, оптические и вязкоупругие свойства ХЖК-матриц, формируемых пятью представителями ряда сложных эфиров холестерола;

- результаты оценки влияния УНТ на параметр порядка молекул ХЖК в >1*-фазе, полученные методом молекулярно-динамического моделирования с использованием полноатомной модели;

- способ получения композиционных полимерных материалов на основе полиэтилена высокого давления и МУНТ, обладающих улучшенными эксплуатационными характеристиками, разработанный на основе развитых в диссертации физико-химических подходов к созданию устойчивых дисперсий ХЖК - МУНТ.

Достоверность полученных результатов и выводов обеспечена:

- использованием комплекса независимых методов исследования физико-химических параметров геликоидальных ЖК-матриц на современном сертифицированном высокоточном оборудовании с установленным лицензионным программным обеспечением;

- воспроизводимостью результатов экспериментов и их качественным совпадением с рядом представленных в научных источниках данных;

- статистической обработкой полученных экспериментальных результатов и их интерпретацией на основе современных теоретических представлений.

Связь темы диссертации с плановыми исследованиями.

Работа выполнена в рамках тематического плана научно-исследовательских работ Министерства образования и науки Российской Федерации для Научно-исследовательского института наноматериалов ФГБОУ ВПО «Ивановский государственный университет» № 10-03-0081 на 2010 - 2013 гг. Дополнительная финансовая поддержка осуществлялась за счет гранта совместной программы Министерства образования и науки Российской Федерации и Немецкой Службы Академических Обменов (DAAD) «Михаил Ломоносов» № А/10/73108, а также гранта ФГБОУ ВПО «Ивановский государственный университет» № 10-02-22.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы обсуждались на Международной конференции «Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедения, технология» (Суздаль, 2010, Троицк, 2012); German liquid crystal conference (Hamburg, Germany, 2011); VII Annual European rheology conference (Суздаль, 2011); III Конференции с элементами научной школы для молодежи «Органические и гибридные наноматериалы» (Иваново, 2011); Молодая наука в классическом университете (Иваново, 2012, 2014); Международной научно-технической конференции «Полимерные композиты и трибология» (Гомель, Беларусь, 2013), X Научно-практической конференции «Нанотехнологии - производству» (Фрязино, 2014), XXIV Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (Севастополь, Крым, 2014).

Личный вклад автора в получение результатов, изложенных в диссертации, заключается в непосредственном участии в постановке задач и разработке плана исследования, в проведении всего комплекса экспериментальных физико-химических исследований с учетом специфики изучаемых объектов и получении исходных данных. Автор проводила обработку и интерпретацию полученных результатов на основе современных теоретических представлений, формулировала выводы. Принимала личное участие в апробации результатов исследования и подготовке публикаций по теме диссертации.

Публикации. Все основные результаты исследования и выводы полностью отражены в 18 научных работах: главе в монографии, патенте Российской Федерации, 6 статьях в ведущих зарубежных и российских рецензируемых научных журналах и 10 тезисах докладов на Всероссийских и Международных конференциях.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, включающих обзор литературы, описание объектов, методов исследования и моделирования, обсуждение основных результатов работы и выводов. В работе 141 страница машинописного текста, 55 рисунков, список цитируемой литературы (177 источников) и приложение.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Жидкокристаллическое состояние вещества

Термодинамически устойчивое агрегатное состояние, которое для некоторых органических веществ с молекулами анизометричной формы является промежуточным между кристаллическим твердым и изотропным жидким, называют жидкокристаллическим (ЖК), или мезоморфным. Одновременное сочетание текучести и анизотропии физических свойств данного состояния привело к понятию жидкий кристалл. В качестве синонима этого термина употребляют также и такой, как мезофаза. Соединения образующие мезофазу принято называть мезогенными [1, 2].

В настоящее время известны термотропные и лиотропные жидкие кристаллы. К термотропным относятся жидкие кристаллы, которые образуются в определенном интервале температур. Различают энантиотропные жидкокристаллические фазы, формируемые как при нагревании, так и при охлаждении, и монотропные, образующиеся только при охлаждении мезогена из изотропной жидкости [3]. Лиотропные жидкие кристаллы возникают в бинарных и многокомпонентных системах мезогенных и немезогенных соединений с растворителем [4, 5]. Исходя из поставленной задачи исследования, в обзоре будут рассмотрены только термотропные жидкие кристаллы.

По пространственной упорядоченности молекул термотропных мезогенов различают ряд фаз, такие как: нематические, смектические, холестерические жидкокристаллические фазы, образованные каламитными

(т.е. палочкообразными) молекулами, а также дискотические и колончатые ЖК-фазы, образованные дискообразными молекулами [6]. Подробная классификация этих и других ЖК-фаз представлена в работах [7-9].

Необходимым условием проявления мезоморфных свойств органическим соединением является степень геометрической анизотропии и жесткость его молекул [10]. Немаловажно также наличие в молекуле сопряженных связей и ароматических колец, способствующих поляризации и высокой анизотропии

поляризуемости (приводящей в свою очередь к различию энергий межмолекулярных взаимодействий, направленных вдоль и перпендикулярно длинной оси молекулы, и определяющей термическую устойчивость мезофазы) [11, 12]. Типичная структура молекулы каламитного мезогена схематично представлена на рис. 1.1. Она состоит из жесткого ядра, образованного двумя или более ароматическими, алифатическими, гетероароматическими или другими циклами С, соединёнными мостиковой группой М (наиболее часто это связи -Ы=Ы- -N=N0-, -СН=СН, -СН=1М- -С=С-). К циклам могут быть присоединены латеральные - Ь, либо терминальные - Т заместители различной химической природы: гибкие алкильные или алкоксильные радикалы, атомы галогенов, нитро-и нитрильная группы, а также ряд других полярных и неполярных заместителей [13,14].

ь ь

Рис. 1.1. Схема структуры молекулы каламитного мезогена [13]

Ниже рассмотрены основные типы термотропных мезофаз, образованных каламитными мезогенами.

В нематической фазе центры масс молекул расположены в пространстве хаотично, длинные оси молекул преимущественно ориентированы вдоль единичного вектора п, называемого директором, но молекулы способны вращаться вокруг своей оси. Направления директоров п и - п являются тождественными, т.е. их состояния неразличимы [14].

Дальний порядок наблюдается только по отношению к молекулярной ориентации [15]. Структура молекулярного порядка в нематической фазе показана на рис. 1.2 а.

(а) (б) (в) (г) (д)

Рис. 1.2. Структурные модели мезофаз, формируемых каламитными молекулами: а - нематическая, б смектическая А, в - смектическая С, г - холестерическая,

д - хиральная смектическая С [7]

[Тематические ЖК обладают осью симметрии бесконечного порядка и поэтому являются одноосными. Степень ориентационной упорядоченности характеризуется параметром порядка S, величина которого определяется следующим образом [9, 14]:

5 = (1.1)

где 0 угол между направлением длинной оси молекулы и директором, (cos2в) среднее по всем молекулам значение cos20,

(cos20)=^,cos2ei, (1.2)

где N - число молекул. Если длинные оси молекул направлены строго параллельно друг другу, то (cos20)= 1 (S = 1), в случае, если оси молекул не

имеют определенной упорядоченности, (cos26) = ^ (S = 0). Для нематической

фазы характерно значение параметра порядка в интервале 0,4 < S < 0,7. Образуется нематическая фаза либо ансамблем одинаковых молекул, обладающих зеркальной симметрией, либо рацемической смесью правой (D-) и левой (L-) форм оптически активных молекул [14].

В случае если в смеси будет преобладать одна из форм, то образуется хиралышя нематическая (N*) фаза (холестерическая).

Холестерическая фаза имеет такую же структуру, как и нематическая, однако наряду с дальним ориентационным порядком в объеме существует пространственное изменение директора, приводящее к возникновению винтовой (спиральной, геликоидальной) структуры (рис. 1.2 г). Направление, вдоль которого происходит закручивание спирали, называется холестерической осью. Ориентация длинных осей молекул в соседних плоскостях, перпендикулярных оси, отличается на небольшой угол [3,6].

Холестерическая фаза существует только у соединений, молекулы которых не обладают зеркальной симметрией. Одной из их особенностей является существование ряда промежуточных фаз в интервале температур от долей градуса до нескольких градусов, через которые проходит система перед переходом в холестерическуго фазу при охлаждении. Эти промежуточные фазы носят название голубых фаз, поскольку при освещении белым светом под определенным углом, имеют ярко голубую окраску [16, 17].

Смектическая фаза обладает большей упорядоченностью по сравнению с нематической, поскольку кроме ориентационного порядка имеет двумерный позиционный порядок молекул в слоевых структурах [18]. В зависимости от упорядоченности расположения молекул в слоях, различают смектические ЖК с неструктурными и структурными слоями [3].

В неструктурированных смектиках центры масс молекул в слоях расположены беспорядочно. Одними из наиболее часто встречаемых неструктурированных смектических ЖК являются БтА и БтС, для которых директор параллелен нормали к слою или составляет с ней некоторый угол соответственно (рис. 1.2 б, в) [19]. В случае, если молекулы «смектогенного» вещества хиральны, образуются геликоидальные БтС*- и БтА^-мезофазы, напоминающие по своей структуре холестерик. Интересной особенностью хиральной смектической С* фазы (рис. 1.2 д) является возникновение упорядочения дипольных моментов наряду с упорядочением длинных осей молекул [20]. Таким образом, соединение обладает сегнетоэлектрическими свойствами, открывая возможность создания новых, важных в практическом применении дисплеев и модуляторов

света [21, 22]. Свойства 8тА*-фазы похожи на свойства ахиральной БтА. Однако вблизи фазового перехода из 8тС* в 8тА*-мезофазу имеет место предпереходные явления в диэлектрических и электрооптических свойствах -мягкая диэлектрическая мода и электроклинный эффект [23]. В структурированных смектиках, как и в 8тА и БгпС, существует ориентационное и трансляционное упорядочение, но дополнительно к этому, центры масс молекул в слоях образуют двумерную решетку. Самый распространенный из них - 8тВ, в котором центры масс молекул в слоях расположены в узлах гексагональной гранецентрированной решетки [8, 10].

Поскольку данная диссертационная работа посвящена исследованию геликоидальных жидкокристаллических фаз, далее более подробно остановимся на жидких кристаллах сегнетоэлектрического и холестерического типов фаз.

1.2. Строение и свойства геликоидальных жидкокристаллических

фаз

1.2.1. Сегнетоэлектрические жидкие кристаллы

Возросший интерес исследователей к физике смектических жидких кристаллов обусловлен обнаружением группой ученых под руководством американского физика Р. Мейера в 1975 г. сегнетоэлектрических свойств в термотропных БтС* и БшН* ЖК-фазах, возникновение которых явилось следствием спонтанного дипольного упорядочения постоянных дипольных моментов молекул в смектических слоях [20].

Согласно симметрийным условиям для 8шС*-фазы [20], возникновение неоднородной по объему образца спонтанной поляризации Р$ (рис. 1.3) происходит вследствие слоистого строения, хиральности молекул, а также появления угла наклона молекул в по отношению к нормали к смектическим слоям при фазовом переходе второго рода из 8тА* в 8тС*-фазу.

Рис. 1.3. Схематическое изображение взаимного расположения векторов:

п -»

спонтанной поляризации Р5, директора п, нормали г и проекции с на плоскость смектического слоя [20]

В каждом смектическом слое дипольный момент оказывается повернутым на некоторый угол относительно соседних слоев, приводя к возникновению макроскопической пространственной спиральной модуляции поляризации (рис. 1.4). В результате средняя по объему поляризация образца оказывается равной нулю. Шаг поляризационного геликоида р0 имеет величину порядка 1-10 мкм и зависит от температуры.

Ро

Рис. 1.4. Схематическое изображение спиральной структуры 8тС*-фазы и соответствующее направление вектора спонтанной поляризации Рх [20]

Поскольку 5шС*-фаза обладает оптической двуосностью, то компоненты директора п (рис. 1.3) записываются в виде [21]:

пх = Бтв соб <р,

пу = Бтв Бтср, (1.3)

п2 = собО ,

где в - угол наклона молекул, который от слоя к слою остается постоянным, в то время как азимутальный угол (р = — г меняется от 0 до 2л.

р о

В первом приближении, направление вектора спонтанной поляризации Р5 может быть определено соотношением [24]:

Р5=Р0(гхп), (1.4)

где г - единичный вектор, направленный перпендикулярно смектическим слоям, Р0— величина вектора спонтанной поляризации.

Как следствие из (1.4), в рамках рассматриваемого приближения при малых углах модуль спонтанной поляризации пропорционален углу наклона коротких осей молекул в, и, согласно [25] может быть записан в виде:

Р5 = Р05тв « Р09. (1.5)

Возникновение спонтанной поляризации при фазовом переходе из параэлектрической фазы А* в сегнетоэлектрическую фазу С* описывается в рамках феноменологической теории Ландау для случая геликоидальных сегнетоэлектриков. Впервые термодинамическое описание физических свойств СЭЖК структуры в результате внешних воздействий было предложено В.Л. Инденбомом и др. [26]. В дальнейшем, с учетом особенностей хиральной смектической ЖК-фазы вблизи 5тС* - БтА* фазового перехода, эта модель была дополнена [27, 28].

Теория основывается на разложении термодинамического потенциала 8шС*-фазы в ряд по степеням параметра порядка.

Если не учитывать геликоидальную закрутку 8тС*-фазы, то под действием электрического поля свободная энергия Сбудет иметь вид [28]:

Р(7\Е) = Р0+±сс(Т -Тс)в2 +±Ь94 +±св6 -СР9 +^Р2 -РЕ, (1.6)

где С - коэффициент линейной связи между спонтанной поляризацией и параметром порядка, член-Р2 - связан внутренними конфигурациями системы

(с уменьшением энтропии вследствие полярного порядка СЭЖК), X - диэлектрическая восприимчивость, е0 = 8,85х10'12 [Кл/В-м] - диэлектрическая постоянная вакуума.

Говоря о СЭЖК, немаловажно также отметить, что акцент ученых направлен не на синтез отдельных СЭЖК-веществ, а на создание многокомпонентных смесей, в которых смектическая матрица существует в широком температурном интервале, фото- и термостабильна, хорошо ориентируется, обладает малой вязкостью, а мезогенные или немезогенные добавки, входящие в ее состав, обеспечивают как образование геликоида, так и большие величины спонтанной поляризации.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Смирнова, Марина Викторовна, 2015 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Lehmann, О. Über fliessende krystalle / О. Lehmann 11 Z. Phys. Chem. (Leipzig). -1889.-Vol. 4.-P. 462-472.

2. Collings, P.J. Introduction to liquid crystals: Chemistry and physics / P.J. Collings, M. Hird. - London: Taylor & Francis, 1997. - 324 p.

3. Сонин, A.C. Введение в физику жидких кристаллов / A.C. Сонин. - М.: Наука, 1983.-320 с.

4. Усольцева, Н.В. Лиотропные жидкие кристаллы: химическая и надмолекулярная структура / Н.В. Усольцева. - Иваново: Иван. гос. ун-т, 1994.-220 с.

5. Petrov, A.G. The lyotropic state of matter / A.G. Petrov. - New York: Gordon & Breach, 1999.-549 p.

6. Chandrasekhar, S. Liquid crystals / S. Chandrasekhar. - Cambridge: Cambridge University Press, 1992. - 480 p.

7. Goodby, J.W. Guide to the nomenclature and classification of liquid crystals / J.W. Goodby, G.W. Gray // Handbook of liquid crystals; Ed. by D. Demus, J. Goodby,

G.W. Gray, H.W. Spiess, B. Vill. - Wiley-VCH, - 1998. - Vol. 1. -P. 17-23.

8. Усольцева, Н.В. Жидкие кристаллы: дискотические мезогены /

H.В. Усольцева, О.Б. Акопова, В.В. Быкова, А.И. Смирнова, С.А. Пикин. -Иваново: Иван. гос. ун-т, 2004. - 540 с.

9. Baron, М. Definitions of basic terms relating to low-molar-mass and polymer liquid crystals (IUPAC Recommendations 2001) / M. Baron // Pure Appl. Chem. - 2001. -Vol. 73. - Iss. 5.-P. 845-895.

10. Demus, D. One centure liquid crystal chemistry: from Vorländer's rods to disks, stars and dendrites / D. Demus // Mol. Cryst. Liq. Cryst. - 2001. - Vol. 364. - Iss. 1. -P. 25-91.

11. Diele, S. Structure and intermolecular interaction in liquid crystalline mixed phases / S. Diele // Ber. Bunsenges. Phys. Chem. - 1993. - Vol. 97. - Iss 10. -P. 1326- 1336.

12. Гребенкин, М.Ф. Жидкокристаллические материалы / М.Ф. Гребенкин,

A.В. Иващенко. - М.: Химия, 1989. - 288 с.

13. Аверьянов, Е.М. Стерические эффекты заместителей и мезоморфизм: монография / Е.М. Аверьянов; под общ. ред. А.Н. Втюрина.

- Новосибирск: СО РАН, 2004. - 469 с.

14. De Gennes, P.G. The Physics of liquid crystals / P.G. de Gennes, J. Prost. - Oxford: Oxford Science, Clarendon Press, 1993. - 608 p.

15. Stegemeyer, H. Liquid Crystals / H. Stegemeyer. - Darmstadt: Steinkopff, 1994. -231 p.

16. Crooker, P.P. Blue phases / P.P. Crooker // Chirality in liquid crystals / Ed. by H.-S. Kitzerow, C. Bahr. - New York: Springer-Verlag, 2001.-P. 186-222.

17. Meiboom, S. Theory of the blue phase of cholesteric liquid crystals / S. Meiboom, J.P. Sethna, P.W. Anderson, W.F. Brinkman // Phys. Rev. Lett.

- 1981.-Vol. 46.-Iss. 18.-P. 1216-1219.

18. Osipov, M.A. Molecular theories of liquid crystals / M.A. Osipov // Handbook of liquid crystals; Ed. by D. Demus, J. Goodby, G.W. Gray, H.W. Spiess,

B. Vill. - Wiley-VCH, - 1998. - Vol. 1. - Ch.3. - P. 40 - 71.

19. Leadbetter, A.J. Structural classification of liquid crystals. In thermotropic liquid crystals. Gray G.W. Ed.; Wiley: Chichester - 1987. - Ch. 1.-P. 1-27.

20. Meyer, R.B. Ferroelectric liquid crystals / R.B. Meyer, L. Liebert, L. Strzelecki, P. Keller // J. de Phys. Lett. - 1975. - Vol. 36. - Iss. 3. -P. 69-71.

21. Lagerwall, S.T. Ferroelectric and antiferroelectric liquid crystals / S.T. Lagerwall. - Weinheim: Wiley-VCH, 1999. - 427 p.

22. Chigrinov, V.G. Liquid crystal devices: Physics and applications / V.G. Chigrinov. - Boston: Artech House, 1999. - 357 p.

23. Bahr, C. Smectic liquid crystals: Ferroelectric properties and electroclinic effect /

C. Bahr // Chirality in liquid crystals; Ed. by H.-S. Kitzerow, C. Bahr. - New York: Springer-Verlag, 2001. - P. 223 - 250.

24. Giesselmann, F. Landau description of the SmA*-SmC* phase transition in ferroelectric liquid crystals / F. Giesselmann // Selforganization in chiral liquid crystals; Ed. by W. Kuczynski. - Poland: Scientific Publishers OWN, 1997. -P. 7-33.

25. Siemensmeyer, K. Tilt angles and spontaneous polarization in induced SmC* phases / K. Siemensmeyer, H. Stegemeyer // Liq. Cryst. - 1989. - Vol. 5. - Iss. 4. -P. 1187- 1193.

26. Инденбом, В.Jl. Фазовые переходы и сегнетоэлектрические структуры в жидких кристаллах / Инденбом B.JL, Пикин С.А., Логинов Е.Б. // Кристаллография, - 1976.-Т. 21. - № 6. - С. 1093 - 1100.

27. Zeks, В. Landau free energy expansion for chiral ferroelectric smectic liquid crystals / B. Zeks // Mol. Cryst. Liq. Cryst. - 1984. - Iss. 1 - 3. - P. 259 - 270.

28. Giesselmann, F. Experimental determination of Landau-expansion coefficient in ferroelectric liquid crystals / F. Giesselmann, A. Heimann, P. Zugenmaier // Ferroelectrics. - 1997. - Vol. 200. - Iss. 1. - P. 237 - 256.

29. Wada, T. Liquid crystal flat panel displays / T. Wada, M. Koden // Optoelectronics -Devices and Technologies. - 1992. - Vol. 7. - P. 211 - 219.

30. Nagashima, Y. Synthesis and properties of FLC with fluorinated asymmetric frame / Y. Nagashima, Y. Aoki, H. Nohira // Ferroelectrics. - 1998. - Vol. 212. - Iss. 1. -P. 333-340.

31.Dierking, I. Textures of liquid crystals / I. Dierking - Weinheim: Wiley-VCH, 2003.-218 p.

32. Clark, N.A. Submicrosecond bistable electro-optic switching in liquid crystals / N.A. Clark, S.T. Lagerwall // Appl. Phys. Lett. - 1980. - Vol. 36. - Iss. 11. -P. 899-901.

33. Пожидаев, Е.П. Физические свойства смектической С* фазы жидких кристаллов и принципы создания жидкокристаллических сегнетоэлектриков с заданными электрооптическими свойствами: дис. ... д-ра физ.-мат. наук: 01.04.07 / Пожидаев Евгений Павлович. - М., 2006. - 375 с.

34. Diibal, H-R. Dependence of spontaneous polarization, rotational viscosity and helical pitch of smectic C* compounds on the enantiomeric excess / H-R Dubai, C. Escher, D. Ohlendorf // Ferroelectrics. - 1988. - Vol. 84. -Iss. l.-P. 143 - 165.

35. Blinov, L.M. Invited article experimental techniques for the investigation of ferroelectric liquid crystals / L.M. Blinov, V.A. Baikalov, M.I. Barnik, L.A. Beresnev, E.P. Pozhidaev, S.V. Yablonsky // Liq. Cryst. - 1987. - Vol. 2. - Iss. 2. -P. 121 - 130.

36. Chilaya, G.S. Ferroelectric liquid crystal mixtures induced by 1-mentol derivatives / G.S. Chilaya, C. Destrade, Z.M. Elashvili, B.A. Loginov, H.T. Nguyen, K.D. Vinokur // Ferroelectrics. - 1988. - Vol. 85. - Iss. 1. - P. 479 - 484.

37. Skarp, K. Rotational viscosities in ferroelectric smectic liquid crystals / K. Skarp//Ferroelectrics. - 1988. -Vol. 84.-Iss. l.-P. 119-142.

38. Anderson, G. The soft-mode ferroelectric effect / G. Anderson, I. Dahl, W. Kuczynski, S.T. Lagerwall, K. Skarp, B. Stebler // Ferroelectrics. - 1988. -Vol. 84.-Iss. l.-P. 285 -315.

39. Блинц, P. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики / P. Блинц, Б. Жекш; пер. с англ. под редакцией JI.A. Шувалова. - М.: Мир, 1975. - 398 с.

40. Lagerwall, J.P.F. Phase characterization of polar liquid crystals using dielectric spectroscopy: licentiate thesis: J.P.F. Lagerwall. - Goteborg, Sweden, 2000. - 94 p.

41. Debye, P.J.W. Polar molecules / P.J.W. Debye. - New York: Chemical Catalogue Co., 1929. - 172 p.

42. Carlsson, T. Theoretical model of the frequency and temperature dependence of the complex dielectric constant of ferroelectric liquid crystals near the smectic-C* - smectic-A phase transition / T. Carlsson, B. Zeks, C. Filipic, A. Levstik // Phys. Rev. A. - 1990. - Vol. 42. - Iss. 2. - P. 877 - 889.

43. Gouda, F. Dielectric studies of the soft mode and Goldstone mode in ferroelectric liquid crystals / F. Gouda, K. Skaip, S. T. Lagerwall // Ferroelectrics. - 1991. -Vol. 113.-Iss. l.-P. 165-206.

44. Cole, K.S. Dispersion and absorption in dielectrics. Alternating current characteristics / K.S. Cole, R.H. Cole // J. Chem. Phys. - 1941. - Vol. 9. -Iss. 4. - P. 341 -351.

45. Reinitzer, F. Beiträge zur kenntnis des Cholesterins / F. Reinitzer // Monatshefte für Chemie. Chemical Monthly. - 1888. - Vol. 9. - Iss. 1. -P. 421 -441.

46. Oseen, C.W. The theory of liquid crystals / C.W. Oseen // Trans. Faraday. Soc. -1933.-Vol. 29.-P. 883 -899.

47. Chilaya, G.S. Cholesteric liquid crystals: Optics, Electro-optics, and Photo-optics / G.S. Chilaya // Chirality in liquid crystals; Ed. by H.-S. Kitzerow, C. Bahr. -New York: Springer-Verlag, 2001.- P. 159 - 185.

48. Блинов, JI.M. Электро- и магнитооптика жидких кристаллов / JI.M. Блинов. - М.: Наука, 1978. - 384 с.

49. Christopher, J. Booth the synthesis of chiral nematic liquid crystals / J. Christopher // Handbook of liquid crystals; Ed. by D. Demus, J. Goodby, G.W. Gray, H.W. Spiess, B. Vill. - Wiley-VCH, - 1998. - Vol. 2a. - Ch. 4. -P. 303 -334.

50. Де Жё, В. Физические свойства жидкокристаллических веществ /

B. де Жё; пер. с англ. под ред. A.A. Веденова. -М.: Мир, 1982. - 152 с.

51. Вукс, М.Ф. Определение оптической анизотропии молекул ароматических соединений из двойного лучепреломления кристаллов / М.Ф. Вукс // Оптика и спектроскопия. - 1966.-Т. 20.-№4 .-С. 644-651.

52. Блинов, JI.M. Жидкие кристаллы: Структура и свойства / JI.M. Блинов. - М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2013.-480 с.

53. Manufacture of carbon filaments: Patent 405,480 United States / Т. V. Hughes,

C.R. Chambers. 1889.

54. Iijima, S. Helical microtubules of graphitic carbon / Iijima S. // Nature. - 1991. -Vol. 354. - Iss. 6348. - P. 56 - 58.

55. Dresselhaus, M.S. Science of fullerenes and carbon nanotubes / M.S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, P.C. Eklund. - New York: Acad. Press. Inc., 1996.-965 p.

56. Saito, R. Electronic structure of chiral graphene tubules / R. Saito, M. Fujita, G. Dresselhaus, M.S. Dresselhaus // Appl. Phys. Lett. - 1992. - Vol. 60. -Iss. 18.-P. 2204-2206.

57. Hamada, N. New one-dimensional conductors: Graphitic microtubules / N. Hamada, S.I. Sawada, A. Oshiyama // Phys. Rev. Lett. - 1992. - Vol. 68. -Iss. 10.-P. 1579- 1581.

58. Charlier, J.C. Growth mechanisms of carbon nanotubes / J.C. Charlier, S. Iijima // Carbon Nanotubes: Synthesis, structure, properties and applications / Ed. by M.S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, Ph. Avouris. - Berlin: Springer-Verlag, 2001. -P. 55-81.

59. Stone, A.J. Theoretical studies of icosahedral C6o and some related species / A.J. Stone, D.J. Wales // Chem. Phys. Lett. - 1986. - Vol. 128. - Iss. 5-6. -P. 501 -503.

60. Hashimoto, A. Direct evidence for atomic defects in graphene layers / A. Hashimoto, K. Suenaga, A. Gloter, K. Trita, S. Iijima // Nature. - 2004. - Vol. 430. - Iss. 7002. - P. 870 - 873.

61. Ting, J.M. Multijunction carbon nanotube network / J.M. Ting, C.C. Chang // Appl. Phys. Lett. - 2002. - Vol. 80. - Iss. 2. - P. 324 - 325.

62. Guo, T. Catalytic growth of single-walled nanotubes by laser vaporization / T. Guo, P. Nikolaev, A. Thess, D.T. Colbert, R.E. Smalley // Chem. Phys. Lett. -1995. - Vol. 243. - Iss. 1 - 2. - P. 49 - 54.

63. Journet, C. Production of carbon nanotubes / C. Journet, P. Bernier // Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. -1998. - Vol. 67. - Iss. 1. - P. 1 - 9.

64. Terrones, M. Carbon nanotubes: synthesis and properties, electronic devices and other emerging applications / M. Terrones // Inter. Mater. Rev. - 2004. - Vol. 49. -Iss. 6.-P. 325-377.

65. De Heer, W.A. Carbon nanotube field-emission electron source / W.A. de Heer, A. Chatelain, D. Ugarte // Science. - 1995. - Vol. 270. - Iss. 5239. -P. 1179- 1 180.

66. Treacy, M.M.J. Exceptionally high Young's modulus observed for individual carbon nanotubes / M.M.J. Treacy, T.W. Ebbesen, J.M. Gibson // Nature. - 1996. -Vol. 381. - Iss. 6584. - P. 678 - 680.

67. Yu, M.-F. Strength and breaking mechanism of multiwalled carbon nanotubes under tensile load / M.-F. Yu, O. Lourie, M.J. Dyer, K. Moloni, T.F. Kelly, R.S. Ruoff // Science. - 2000. - Vol. 287. - Iss. 5453. - P. 637 - 640.

68. Berber, S. Unusually high thermal conductivity of carbon nanotubes / S. Berber, Y.-K. Kwon, D. Tomanek // Phys. Rev. Lett. - 2000. - V. 84. - Iss. 20. -P. 4613 -4616.

69. Koziol, K. High-performance carbon nanotube fiber / K. Koziol, J. Vilatela, A. Moisala, M. Motta, P. Cunniff, M. Sennett, A. Windle // Science. - 2007. -Vol. 318.-Iss. 5858.-P. 1892- 1895.

70. Cumings, J. Resistance of telescoping nanotubes / J. Cumings, A. Zettl // AIP Conf. Proc. - 2002. - Vol. 633. - Iss. 1. - P. 227 - 230.

71. Dillon, A.C. Storage of hydrogen in single-walled carbon nanotubes / A.C. Dillon, K.M. Jones, T.A. Bekkedahl, C.H. Klang, D.S. Bethune, M. J. Heben // Nature. - 1997. - Vol. 386. - Iss. 6623. - P. 377 - 379.

72. Heremans, J. Magnetic susceptibility of carbon structures / J. Heremans, C.H. Oik, D.T. Morelli // Phys. Rev. B. - 1994. - Vol. 49. - Iss. 21. -P. 15122 - 15125.

73. Langer, L. Quantum transport in a multiwalled carbon nanotube / L. Langer, V. Bayot, E. Grivei, J.-P. Issi, J.P. Heremans, C.H. Oik, L. Stockman, C.V. Haesendonck, Y. Bruynseraede // Phys. Rev. Lett. - 1996. - Vol. 76. - Iss. 3. -P. 479-482.

74. Wang, J. Carbon nanotubes and nanotube composites for nonlinear optical devices / J. Wang, Y. Chen, W.J. Blau // J. Mater. Chem. - 2009. - Vol. 19. - Iss. 40. -P. 7425 -7443.

75. Scalia, G. Liquid crystals of carbon nanotubes and carbon nanotubes in liquid crystals / Scalia G. // Liquid crystals beyond displays: Chemistry, physics and applications; Ed. by Q. Li. - New Jersey: Wiley, 2012. - P. 341 - 378.

76. Boehm, H.P. Some aspects of the surface chemistry of carbon blacks and other carbons / H.P. Boehm // Carbon. - 1994. - Vol. 32. - Iss. 5. - P. 759 - 769.

77. Touhara, H. Property control of carbon materials by fluorination / H. Touhara, F. Okino // Carbon. - 2000. - Vol. 38. - Iss. 2. - P. 241 - 267.

78. Sun, Y.P. Functionalized carbon nanotubes: properties and applications / Y.P. Sun, K. Fu, Y. Lin, W. Huang // Acc. Chem. Res. - 2002. - Vol. 35. -Iss. 12.-P. 1096- 1104.

79. Hu, C.-Y. Non-covalent functionalization of carbon nanotubes with surfactants and polymers / C.Y. Hu, Y.J. Xu, S.W. Duo, R.F. Zhang, M.S. Li // J. Chin. Chem. Soc. - 2009. - Vol. 56. - Iss. 2. - P. 234 - 239.

80. Бадамшина, Э.Р. Модифицирование углеродных нанотрубок и синтез полимерных композитов с их участием / Э.Р. Бадамшина, М.П. Гафурова, Я.И. Эстерин//Успехи химии. -2010. -Т. 79. -№ 11.-С. 1027- 1064.

81.Ausman, K.D. Organic solvent dispersions of single-walled carbon nanotubes: Toward solutions of pristine nanotubes / K.D. Ausman, R. Piner, O. Lourie, R.S. Ruoff, M. Korobov // J. Phys. Chem. B. - 2000. - Vol. 104. - Iss. 38. -P. 8911 -8915.

82. Lynch, M.D. Organizing carbon nanotubes with liquid crystals / M.D. Lynch, D.L. Patrick // Nano Lett. - 2002. - Vol. 2. - Iss. 11. - P. 1197 - 1201.

83. Dierking, I. Aligning and reorientating carbon nanotubes with nematic liquid crystals / I. Dierking, G. Scalia, P. Morales, D. LeClere // Adv Mater. - 2004. -Vol. 16.-Iss. 11.-P. 865-869.

84. Dierking, I. Liquid crystal - carbon nanotube dispersions / I. Dierking, G. Scalia, P. Morales // J. Appl. Phys. - 2005. - Vol. 97. - Iss. 4. - P. 044309-1 - 044309-5.

85. Dierking, I. Magnetically steered liquid crystal - nanotube switch / I. Dierking, S.E. San // Appl. Phys. Lett. - 2005. - Vol. 87. - Iss. 23. - P. 233507-1 -233507-3.

86. Chen, H.Y. Suppression of field screening in nematic liquid crystals by carbon nanotubes / H.Y. Chen, W. Lee // Appl. Phys. Lett. - 2006. - Vol. 88. - Iss. 22. -P. 222105-1 -222105-3.

87. Huang, C.Y. Electrooptical responses of carbon nanotube-doped liquid crystal devices / C.Y. Huang, C.Y. Hu, H.C. Pan, K.Y. Lo // Jpn. J. Appl. Phys.

- 2005. - Vol. 44. - Iss. 11. - P. 8077 - 8081.

88. Chen, H.Y. Electro-optical characteristics of a twisted nematic liquid-crystal cell doped with carbon nanotubes in a DC electric field / H.Y. Chen, W. Lee // Opt. Rev.

- 2005. - Vol. 12. - Iss. 3. - P. 223 - 225.

89. Jeon, Y. Dynamic response of carbon nanotubes dispersed in nematic liquid crystal / S.Y. Jeon, K.A. Park, I.S. Baik, S.J. Jeong, S.H. Jeong, K.H. An, S.H. Lee, Y.H. Lee / NANO. - 2007. - Vol. 12. - Iss. 1. - P. 41 - 49.

90. Huang, C.Y. Comment on «Electric-field effect on carbon nanotubes in a twisted nematic liquid crystal cell» [Appl. Phys. Lett. 87, 263110 (2005)] / C.Y. Huang, H.C. Pan // Appl. Phys. Lett. - 2006. - Vol. 89. - Iss. 5. - P. 056101-1 - 056101-2.

91. Jeon, S.Y. Response to «Comment on electrical-field effect on carbon nanotubes in a twisted nematic liquid crystal cell [Appl. Phys. Lett. 87, 263110 (2005)] / S.Y. Jeon, S.H. Lee, Y.H. Lee // Appl. Phys. Lett. - 2006. - Vol. 89. - Iss. 5. -P. 056102-1 -056102-2.

92. Scalia, G. Effect of phenyl rings in liquid crystal molecules on SWCNTs studied by Raman spectroscopy / G. Scalia, J.P.F. Lagerwall, M. Haluska, U. Dettlaff-Weglikowska, F. Giesselmann, S. Roth // Phys. Status Solidi B. - 2006. -Vol. 243.-Iss. 13.-P. 3238-3241.

93. Park, K.A. Anchoring a liquid crystal molecule on a single-walled carbon nanotube / K.A. Park, S.M. Lee, S.H. Lee, Y.H. Lee // J. Phys. Chem. C. - 2007. - Vol. 111.-Iss. 4.-P. 1620- 1624.

94. Lisetski, L.N. Dispersion of carbon nanotubes in cholesteric liquid crystals / L.N. Lisetski, S.S. Minenko, A.V. Zhukov, P.P. Shtifanyuk, N.I. Lebovka // Mol. Cryst. Liq. Cryst.-2009.-Vol. 509.-Iss. l.-P. 43/[l 177] - 50[1184].

95. Yaroshchuk, O. Cholesteric liquid crystal - carbon nanotube composites with photo-settable reversible and memory electro-optic modes / O. Yaroshchuk, S. Tomylko, I. Gvozdovskyy, R. Yamaguchi // Appl. Opt. - 2013. -Vol. 52. - Iss. 22. - P. E53 - E59.

96. Kumar, S. Aligned carbon nanotubes in the supramolecular order of discotic liquid crystals / S. Kumar, Bisoyi H.K. // Angew. Chemie - Int. Ed. - 2007. - Vol. 4. -Iss. 9.-P. 1501 - 1503.

97. Lagerwall, J.P.F. Simultaneous alignment and dispersion of carbon nanotubes with lyotropic liquid crystals / J.P.F. Lagerwall, G. Scalia, M. Haluska, U. Dettlaff—Weglikowska, F. Giesselmann, S. Roth // Phys. Stat. Solidi B. - 2006. -Vol. 243. - Iss. 13. - P. 3046 - 3049.

98. Badaire, S. Liquid crystals of DNA-stabilized carbon nanotubes / S. Badaire, C. Zakri, M. Maugey, A. Derre, J.N. Barisci, G. Wallace, P. Poulin // Adv. Mater.-2005.-Vol. 17.-Iss. 13.-P. 1673- 1676.

99. Podgornov, F.V. Electrooptic and dielectric properties of ferroelectric liquid crystal-single walled carbon nanotubes dispersions confined in thin cells / F.V. Podgornov, A.M. Suvorova, A.V. Lapanik, W. Haase. // Chem. Phys. Lett. -2009.- Vol. 479. - Iss. 4 - 6. - P. 206 - 210.

100. Prakash, J. Effect of carbon nanotubes on response time of ferroelectric liquid crystals / J. Prakash, A. Chaudhary, D.S. Mehta, A.M. Biradar // Phys. Rev. E. - 2009. - Vol. 80. - Iss. 1. - P. 012701-1 - 012701-4.

101. Arora, P. Dielectric and electro-optic properties of new ferroelectric liquid crystalline mixture doped with carbon nanotubes / P. Arora, A. Mikulko, F. Podgornov, W. Haase // Mol. Cryst. Liq. Cryst. - 2009. - Vol. 502. -Iss. l.-P. 1 -8.

102. Shukla, R.K. Dielectric behaviour of the composite system: multiwall carbon nanotubes dispersed in ferroelectric liquid crystal / R.K. Shukla, K.K. Raina, V. Hamplova, M. Kaspar, A. Bubnov // Phase Transitions. - 2011. - Vol. 84. -Iss. 9- 10.-P. 850- 857.

103. Ghosh, S. Effect of conducting polymer poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) nanotubes on electro-optical and dielectric properties of a ferroelectric liquid crystal / S. Ghosh, P. Nayek, S.K. Roy, R. Gangopadhyay, M.R. Molla, T.P. Majumder // Eur. Phys. J. E. - 2011. - Vol. 34. - P. 35.

104. Gupta, S.K. Modification in dielectric properties of SWCNT doped ferroelectric liquid crystals / S.K. Gupta, A. Kumar, A.K. Srivistava, R. Manohar // J. Non-Cryst. Sol. - 2011. - Vol. 357. - Iss. 7. - P. 1822 - 1826.

105. Malik, P. Electro-optic, thermo-optic and dielectric responses of multiwalled carbon nanotube doped ferroelectric liquid crystal thin films / P. Malik, A. Chaudhary, R. Mehra, K.K. Raina//J. Mol. Liq. - 2012. - Vol. 165.-P. 7 - 11.

106. Vijayakumar, V.N. Electrical and optical studies of hydrogen bonded ferroelectric liquid crystals dispersed with MWCNT / V.N. Vijayakumar, M.L.N.M. Mohan // J. Disp. Sci. Tech. - 2012. - Vol. 33. - Iss. 1. - P. 111 - 116.

107. Kuhnast, M. Tailor-designed polyphilic promotors for stabilizing dispersions of carbon nanotubes in liquid crystals / M. Kuhnast, C. Tschierske, J. Lagerwall // Chem. Commun. - 2010. - Vol. 46. - Iss. 37. - P. 6989 - 6991.

108. Валуев, А.А. Метод молекулярной динамики: теория и приложения. Математическое моделирование. Физико-химические свойства вещества / А.А. Валуев, Г.Э. Норман, В.Ю. Подлипчук; отв. ред. А.А. Самарский, Н.Н. Калиткин. - М., Наука, 1989. - С. 5 - 40.

109. Шноль, Э.Э. Метод молекулярной динамики в физической химии / Э.Э. Шноль, А.Г. Гривцов, Ю.К. Товбин. - М.: Наука, 1996. - 334 с.

110. Olivier, Y. Theoretical characterization of the structural and hole transport dynamics in liquid-crystalline phthalocyanine stacks / Y. Olivier, L. Muccioli, V. Lemaur, Y.H. Geerts, C. Zannoni, J. Cornil // J. Phys. Chem. B. -2009.-Vol. 113.-P. 14102-14111.

111. Emelyanenko, A.V. Theoretical model for the discrete flexoelectric effect and a description for the sequence of intermediate smectic phases with increasing periodicity / A.V. Emelyanenko, M.A. Osipov // Phys. Rev. E. - 2003. - Vol. 68. -Iss. 5.-P. 051703-1 -051703-16.

112. Skacej, G. Controlling surface defect vce in colloids / G. Skacej, C. Zannoni // Phys. Rev. Lett. - 2008. - Vol. 100. - Iss. 19. - P. 197802-1 - 197802-4.

113. Groszek, A. Selective adsorption at graphite - hydrocarbon interfaces/

A. Groszek // Proc. R. Soc. Lond. A. - 1970. - Vol. 314. - № 1519. -P. 473-498.

114. Allen, M.P. Computer simulation of liquids / M.P. Allen, D.J. Tildesley. -Oxford: Clarendon Press, 1989-385 p.

115. Allinger, N.L. Molecular mechanics / N.L. Allinger, U. Burkett. - American Chemical Society: Washington DC, 1982. - 326 p.

116. Cornell, W.D. A second generation force field for the simulation of proteins, nucleic acids and organic molecules / W.D. Cornell, P. Cieplak, C.I. Bayly, I.R. Gould, K.M. Merz, D.M. Ferguson, D.C. Spellmeyer, T. Fox, J.W. Caldwell, P.A. Kollman// J. Am. Chem. Soc. - 1995. - Vol. 117. -P. 5179-5197.

117. Wilson, M.R. Molecular modelling / M.R. Wilson // Handbook of liquid crystals; Ed. by D. Demus, J. Goodby, G.W. Gray, H.W. Spiess, B. Vill. - Wiley-VCH, -1998.-Vol. l.-P. 72-86.

118. Соцкий, B.B. Методы моделирования мезоморфных систем /

B.В. Соцкий, Н.В. Усольцева // Деп. в ВИНИТИ. 03.12.2007. - № 1116. - 58 с.

119. Соцкий, В.В. Опыт применения графических контроллеров к решению задач молекулярной динамики / В.В. Соцкий // Жидкие кристаллы и их практическое применение. - 2011. - Вып. 3- С. 77 - 84.

120. Demus, D. Flussiqe kristalle in tabellen / D. Demus, H. Demus, H. Zaschke. -Leipzig: VEB Deut. Verlag, 1974. - 356 p.

121. ООО «НаноТехЦентр» - Таунит / http://nanotc.ru.

122. Hesse, M. Spectroscopic Methods in Organic Chemistry // Foundations of Organic Chemistry Series / M. Hesse, H. Meier, B. Zeeh // Ed. by D. Enders, R. Noyori, B.M. Trost. - G. Thieme Verlag: Stuttgart, 1997. - 365 p .

123. Miyasato, К. Direct method with triangular waves for measuring spontaneous polarization in ferroelectric liquid crystals / K. Miyasato, S. Abe, H. Takezoe, A. Fukuda, E. Kuze // Jpn. J. Appl. Phys. - 1983. - Vol. 22. - Iss. 10. -P. L661 -L663.

124. Etxebarria, J.A New method for high accuracy tilt angle measurements in ferroelectric liquid crystals / J. Etxebarria, A. Remon, M.J. Tello, A. Ezcurra, M.A. Perez-jubindo, T. Sierra // Mol. Cryst. Liq. Cryst. - 1987. - Vol. 150. - Iss. 1. -P. 257-263.

125. Skarp, K. Measurements of rotational viscosity in four ferroelectric (C*) liquid crystals/ K. Skarp, K. Flatischler, S.T. Lagerwall // Ferroelectrics. - 1988. - Vol. 84. -Iss. l.-P. 183 - 195.

126. Шрамм, Г. Основы практической реологии и реометрии / Г. Шрамм; пер. с англ. И.А. Лавыгина, под ред. В.Г. Куличихина. - М.: КолосС, 2003. - 312 с.

127. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 201 1613855. Система молекулярно-динамического моделирования MDsimGrid / Соцкий В.В.; правообладатель Соцкий В.В.

- зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 18 мая 2011г. - 1 с.

128. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011615296. Программный модуль молекулярно-динамического моделирования MDsimGrid - CPU / Соцкий В.В., Габдулсадыкова Г.Ф.; правообладатель Соцкий В.В. - зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 7 июля 2011г.- 1 с.

129. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011613854. Программный модуль молекулярно-динамического моделирования MDsimGrid - GPU / Соцкий В.В.; правообладатель Соцкий В.В. - зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 18 мая 2011г. -1 с.

130. Иванов, В.А. Методы компьютерного моделирования для исследования полимеров и биополимеров / В.А. Иванов, А.Л. Рабинович, А.Р. Хохлов.

- М.: КД Либрком, 2009. - 696 с.

131. Berendsen, H.J.С. Molecular dinamics with coupling to an external bath / H.J.C. Berendsen, J.P.M. Postma, W.F. van Gunsteren, A. DiNola, J.R. Haak // J. Chem. Phys. - 1984. - Vol. 81. - P. 3684 - 3690.

132. Rao, A.M. Diameter-selective raman scattering from vibrational modes in carbon nanotubes / A.M. Rao, E. Richter, S. Bandow, B. Chase, P.C. Eklund, K.A. Williams, S. Fang, K.R. Subbaswamy, M. Menon, A. Thess, R.E. Smalley,

G. Dresselhaus, M. S. Dresselhaus // Science. - 1997. - Vol. 275. - Iss. 5297. -P. 187-191.

133. Dresselhaus, M.S. Raman spectroscopy on isolated single wall carbon nanotubes/ M.S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, A. Jorio, A.G. Souza Filho, R. Saito // Carbon. -2002. - Vol. 40. - Iss. 12. - P. 2043 - 2061.

134. Yakemseva, M. Dispersions of multi-wall carbon nanotubes in ferroelectric liquid crystals / M. Yakemseva, I. Dierking, N. Kapernaum, N. Usoltseva, F. Giesselmann // European Physical Journal E. Soft Matter. - 2014. - Vol. 37. - Iss. 2. - № 7.

135. Усольцева, H.B. Мезогены и полимеры в системах с углеродными наночастицами / Н.В. Усольцева М.В. Якемсева // Монография / Органические наноматериалы: тенденции и перспективы развиятия; под ред. П.Ф. Разумова, М.В. Клюева. - Иваново: Иван. гос. ун-т, - 2013. -Глава 7. - С. 228 - 280.

136. Якемсева, М.В. Пути создания стабильных органических углеродосодержащих материалов / М.В. Якемсева, Н.В. Усольцева, В.Е. Ваганов // Материалы Седьмой международная конференции «Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедения, технология». Владимир, Россия. 2010. - С. 462 - 465.

137. Якемсева, М.В. Создание стабильных дисперсий углеродных нанотрубок в конденсированных средах / М.В. Якемсева,

H.В. Усольцева // Третья конференция с элементами научной школы для молодежи «Органические и гибридные наноматериалы». Иваново, Россия. 2011. - С. 158 - 161.

138. Kapernaum, N. / N. Kapernaum, C.S. Hartley, J.C. Roberts, R.P. Lemieux, F. Giesselmann // Beilstein J. Org. Chem. - 2009. - Vol. 5. - №. 65. - P. 1 - 8.

139. Якемсева, M.B. Влияние диспергированных углеродных нанотрубок на физические свойства холестерических мезогенов / М.В. Якемсева, И.В. Новиков, Н.В. Усольцева// Жидкие кристаллы и их практическое использование. - 2010. - Вып. 4. - С. 98 - 106.

140. Yakemseva, M.V. Nanocomposite materials for optical and sensor devices / M.V. Yakemseva, N.V. Usol'tseva // German Liquid Crystal Conference. Hamburg, Germany. 2011. - P. 44.

141. Basu, R. Carbon nanotubes induced chirality in an achiral liquid crystals / R. Basu, K. Boccuzzi, S. Ferjani, C.Rosenblatt // Appl. Phys. Lett. - 2010. -Vol. 97,-Iss. 12.-№ 121908.

142. Basu, R. Carbon nanotube-induced chirality and macroscopic helical twist in achiral liquid crystals / R. Basu, C.-L. Chen, C. Rosenblatt // J. Appl. Phys. -2011.-Vol. 109. - Iss. 8.-P. 083518.

143. Якемсева, M.B. Электрооптические и диэлектрические свойства сегнетоэлектрического жидкого кристалла с многостенными углеродными нанотрубками / М.В. Якемсева // Молодая наука в классическом университете. Иваново, Россия. 2012. - С. 88 - 89 .

144. Луцкий, М.С. Снижение вязкости полимерных систем при введении некоторых наполнителей / М.С.Луцкий, Г.С. Клитеник, И.Д. Фридман // Коллоидный журнал. - 1977. - Т. 39. - № 2. - С. 376 - 378.

145. Прокопенко В.В. О природе аномалии концентрационного хода вязкости наполненных полимеров в области малых наполнений / В.В. Прокопенко, O.K. Титова, Н.С. Фесик, Ю.М. Малинский, Н.Ф. Бакеев. // ВМС сер. А.- 1977.-Т. 19.-№ 1.-С. 95-101.

146. Ландау, Л.Д. Статистическая физика / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц; 2-е изд. - М.: Наука, 1964. - 568 с.

147. Havriliak, S. Low frequency dielectric relaxation in the smectic C* phase of a ferroelectric liquid crystal / S. Havriliak, J.K. Vij, N. Ming // Liq. Cryst. - 1999. -Vol. 26. - Iss. 3. - P. 465 - 467.

148. Novotna, V. Thickness dependent low frequency relaxation in ferroelectric liquid crystals with different temperature dependence of the helix pitch / V. Novotna, M. Glogarova, A. M. Bubnov, H. Sverenyak // Liq. Cryst. - 1997. - Vol. 23. -Iss. 4. - P. 511-518.

149. Томилин, М.Г. Свойства жидкокристаллических материалов / М.Г. Тамилин, С.М. Пестов. - СПб.: Политехника, 2005. - 296 с.

150. Александрийский, В.В. Оптические свойства бинарных смесей 4-гексилоксибензилиден^-толуидина с 4-этоксибензилиден^4-бутиланилином. / В.В. Александрийский, В.В. Волков, В.А. Бурмистров, О.И. Койфман // Известия вузов. Химия и хим. технология. - 1996. - Т. 39. - Вып. 6. -С. 46-50.

151. Александрийский, В.В. Влияние молекулярной ассоциации на мезоморфные свойства жидкокристаллических сложных эфиров / В.В. Александрийский, И.В. Новиков, В.А. Бурмистров // Журн. Общей химии. - 1997. - Т. 63. -Вып. 3,-С. 418-422.

152. Усольцева, Н.В. Наноструктурированные системы мезогенов и композиции с углеродными частицами на их основе / Н.В. Усольцева, М.В. Якемсева (Смирнова), А.И. Смирнова // Нанотехника. - 2014. - №. 1. - С. 61 - 66.

153. Gorkunov, M.V. Mean-field theory of a nematic liquid crystal doped with anisotropic nanoparticles / M.V. Gorkunov, M. Osipov // Soft Matter. - 2011. -Iss. 9.-P. 4348-4356.

154. Якемсева, М.В. Вязкоупругие свойства композита холестеричекий жидкий кристалл - многостенные углеродные нанотрубки / М.В. Якемсева, Н.В. Усольцева // Жидкие кристаллы и их практическое использование. - 2013. - Вып. 2. - С. 90 - 94.

155. Usol'tseva, N.V. Physical properties of cholesteric liquid crystals - carbon nanotube dispersions / N.V. Usol'tseva, M.V. Smirnova, V.V. Sotsky, A.I. Smirnova // Journal of Physics: Conference Series. - 2014. - Vol. 558. -№ 012003.

156. Усольцева, H.B. Наноструктурированные мезогенные геликоидальные материалы и композиции с углеродными наночастицами на их основе / Н.В. Усольцева, М.В. Якемсева (Смирнова), А.И. Смирнова // Тезисы докладов X научно-практической конференции «Нанотехнологии -производству». Фрязино, Россия. 2014. - С. 91 - 92.

157. Nakamura, N. Syntheses and physical properties of ferrocene derivatives (XIV) dynamic viscoelastic property of liquid crystalline ferrocene derivatives containing cholesteryl group as a mesogenic one / N. Nakamura, H. Maekawahara, T. Hanasaki, T. Yamaguchi // Mol. Cryst. Liq. Cryst. - 2000. - Vol. 352. - Iss. 1. -P. 125-132.

158. Hanasaki, T. Temperature dependence of dynamic viscoelastic properties for cholesteryl alkanoates and dicholesteryl alkanedioates // T. Hanasaki, K. Fukui, A. Kawamura, O. Shimada // VII International Conference «Lyotropic Liquid Crystals and Nanomaterials». Ivanovo, Russia. 2009. - P. 15.

159. Yakemseva, M.V. Rheological investigations of cholesteric mesogen - carbon nanotube dispersions / M.V. Yakemseva, N.V. Usol'tseva // VII Annual European Rheology Conference (AERC). Suzdal, Russia. 2011. - P. 134.

160. Смирнова, М.В. Молекулярно-динамическое моделирование системы холестерический жидкий кристалл - углеродная нанотрубка / М.В. Смирнова, В.В. Соцкий // Молодая наука в классическом университете. Иваново, Россия. 2014. - С. 18.

161. Смирнова (Якемсева), М.В. Моделирование взаимодействия хирального мезогена с углеродной нанотрубкой / М.В. Смирнова (Якемсева), В.В. Соцкий, А.И. Смирнова, Н.В. Усольцева, А.В. Казак // XXIV Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и

телекоммуникационные технологии». Севастополь, Крым. - 2014. -С. 730 - 731.

162. Бушуев, Ю.Г. Структурные свойства жидкостей с различными типами межмолекулярных взаимодействий по данным компьютерного моделирования: дис. ... доктора хим. наук: 02.00.04 / Бушуев Юрий Гениевич. -Иваново, 2001.-345 с.

163. Marquis, D.M. Properties of nanofillers in polymer / D.M. Marquis,

E. Guillaume, C. Chivas-Joly // Nanocomposites and polymers with analytical methods; Ed. by J. Cuppoletti: InTech, 2011. - P. 261 - 284.

164. Schmidt, G. Properties of polymer-nanoparticle composites / G. Schmidt, M.M. Malwitz // Current Opinion in Colloid and Interface Science. - 2003. - Vol. 8. -Iss. l.-P. 103- 108.

165. Harris, P.J.F. Carbon nanotube composites / P.J.F. Harris // International Materials Reviews. - 2004. - Vol. 49. - № 1. - P. 31 - 43.

166. Awad, W. H. Material properties of nanoclay PVC composites / W.H. Awad, G. Beyer, D. Benderly, W.L. Ijdo, P. Songtipya, M. del Mar Jimenez-Gasco, E. Manias, C.A. Wilkie // Polymer. - 2009. - Vol. 50. - Iss. 8. -P. 1857- 1867.

167. Olewnik, E. Thermal properties of new composites based on nanoclay, polyethylene and polypropylene / E. Olewnik, K. Garman, W. Czerwinski // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. - 2010. - Vol. 101. - Iss.l. - P. 323 - 329.

168. Patel, H.A. Nanoclays for polymer nanocomposites, paints, inks, greases and cosmetics formulations, drug delivery vehicle and waste water treatment / H.A. Patel, R.S. Somani, H.C. Bajaj, R.V. Jasra // Bulletin of Materials Science. -2006. - Vol. 29. - Iss. 2. - P. 133 - 145.

169. Aguilar, J.O. Influence of carbon nanotube clustering on the electrical conductivity of polymer composite films / J.O. Aguilar, J.R. Bautista-Quijano,

F. Aviles // eXPRESS Polymer Letters. - 2010. - Vol. 4. - Iss. 5. - P. 292 - 299.

170. Park, S.H. Improved mechanical properties of carbon nanotube/polymer composites through the use of carboxyl-epoxide functional group linkages / S.H. Park, P.R. Bandaru // - Polymer. - 2010. - Vol. 51. - Iss. 22. - P. 5071 - 5077.

171. Sahoo, N.G. Polymer nanocomposites based on functionalized carbon nanotubes / N.G. Sahoo, S. Rana, J.W. Cho, L. Li, S.H. Chan // Progress in Polymer Science. -2010. - Vol. 35. - Iss. 7. - P. 837 - 867.

172. Zhou, X.P. Properties of Polypropylene/Carbon Nanotube Composites Compatibilized by Maleic Anhydride Grafted SEBS / X.P. Zhou, X.L. Xie, F. Zenq, R. Kwok, Y. Li, Y.W. Mai // Key Engineering Materials. - 2006. -Vol. 312.-P. 223 -228.

173. Bonnet, P. Thermal properties and percolation in carbon nanotube-polymer composites / P. Bonnet, D. Sireude, B. Gamier, O. Chauvet // Applied Physics Letters.-2007.-Vol. 91.-Iss. 20.-P. 201910-1 -201910-3.

174. Способ получения композита полимер/углеродные нанотрубки: пат. 2495887 Рос. Федерация: С08К 3/04, В82В 3/00. B82Y 3/00 / М.В. Якемсева, Н.В. Усольцева, А.О. Гаврилова, С.А. Кувшинова, О.И. Койфман, Д.М. Васильев, В.В. Кузнецов; заявитель и патентообладатель Ивановский научно-исследовательский институт пленочных материалов и искусственной кожи технического назначения ФСБ РФ. - №2012107004/05; заявл. 27.02.2012; опубл. 20.10.2013, Бюл. №29. - 5 с.

175. Якемсева, М.В. Физические характеристики композита полимер -многостенные углеродные нанотрубки / М.В. Якемсева, Н.В. Усольцева, А.О. Гаврилова, Д.М. Васильев // Жидкие кристаллы и их практическое использование. - 2012. - Вып. 1. - С. 82 - 87.

176. Якемсева, М.В. Влияние многостенных углеродных нанотрубок на физические свойства полиэтиленовых пленок / М.В. Якемсева, Н.В. Усольцева // VIII международная конференция «Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедения, технология». Троицк, Россия. 2012. - С. 598 - 601.

177. Якемсева, М.В. Физическо-механические характеристики композита полимер - многостенные углеродные нанотрубки / М.В. Якемсева, Н.В. Усольцева // Международная конференция «ПОЛИКОМТРИБ». Гомель, Беларусь. 2013. - С. 280.