NematoWett

Dynamic wetting phenomena in lattice models for nematic fluids/liquid crystals near switchable substrate potentials

01.12.2019 bis 01.12.2022

In diesem Projekt sollen Flüssigkristalle in der Nähe von schaltbaren Substraten mittels theoretis-
cher Methoden und begleitender Simulationen untersucht werden. Von besonderem Interesse
sind dabei das Verhalten bei Annäherung an einen Benetzungsübergang und bei Wechsel zwis-
chen verschiedenen Benetzungszuständen.
Als Modellsystem betrachten wir Stäbchen auf einem Gitter mit kurzreichweitigen Attraktionen.
Wir haben klassische Dichtefunktionale für diese Modelle formuliert und werden diese verbessern
sowie eine geeignete dynamische Dichtefunktionaltheorie ableiten.
Benetzungsphasendiagramme für nematisch geordnete Filme (senkrecht oder parallel) und smek-
tische Filme (mit möglichen Schichtungsübergängen) sollen berechnet werden. Von besonderem
Interesse ist dann die Dynamik einer smektischen Schichtbildung und die Schaltdynamik zwischen
nematischen Benetzungszuständen verschiedener Orienterung. Bei diesen Prozessen ist nur ein
geringer Massentransport involviert und deswegen erwarten wir, dass eine mit der Brownschen
Dynamik verwandten Gitterdynamik die Prozesse gut beschreibt.
Komplementäre Simulationen (großkanonische und kinetisches Monte Carlo) sollen durchgeführt
werden, um die theoretischen Resultate zu validieren. In Kollaborationen mit experimentellen
Gruppen sollen die Resultate zur Zeitabhängigkeit von smektischer Schichtbildung und bei Schalt-
prozessen zwischen verschiedenen nematischen Benetzungszuständen getestet werden.