Em um estudo publicado na revista Brazilian Journal of Physics, o físico Carlindo Vitoriano, professor da Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE), apresenta cálculos que demonstram a importância de se levar em conta variações na densidade de massa para explicar e prever corretamente as propriedades de materiais que, entre sua fase sólida, cristalina, e sua fase líquida, passam por uma fase com propriedades intermediárias. O estudo ajuda a entender melhor os cristais líquidos, materiais usados para desenvolver novas tecnologias, de telas flexíveis para aparelhos eletrônicos a sensores mais precisos de luz e calor.
Em geral, os pesquisadores utilizam a chamada teoria de Landau-de Gennes para descrever como a mudança de um parâmetro como a temperatura faz um material transitar de sua fase líquida, isotrópica, para uma fase de cristal líquido nemática, como a mostrada na figura acima. Vitoriano propõe uma maneira de incluir na teoria de Landau-de Gennes novos efeitos descobertos em experimentos com ondas acústicas modificando as propriedades de cristais líquidos, publicados em 2002. Desde então, evidências experimentais têm mostrado que gradientes de densidade de massa se acoplam energeticamente com a direção preferencial das moléculas de um cristal líquido nemático.
Acrescentando um novo termo às equações da teoria de Landau-de Gennes, Vitoriano calculou no artigo o calor específico da substância MBBA, um cristal líquido à temperatura ambiente. Também calculou para uma mistura de cianobifenilas, substâncias geralmente usadas na fabricação de telas eletrônicas, a chamada constante de Kerr, que determina propriedades elétricas e ópticas do material. Em ambos os cálculos, as previsões da teoria se ajustam melhor aos dados experimentais.
A pesquisa teve o apoio financeiro da CAPES.
Artigo Científico
Inclusion of Mass Density Fluctuations in the Landau-de Gennes Theory of Nematic-Isotropic Phase Transition
Carlindo Vitoriano
Braz J Phys 50, 24–29 (2020)
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