گذار فاز نوع اول در ذرات قرصی شکل محصور بین دو دیواره: همسانگردی به نماتیک و 2H-1P به 4H-1P

علی آبادی, روح اله

doi:10.47176/ijpr.25.1.81962

گذار فاز نوع اول در ذرات قرصی شکل محصور بین دو دیواره: همسانگردی به نماتیک و 2H-1P به 4H-1P

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

روح اله علی آبادی

گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه صنعتی سیرجان، سیرجان

https://doi.org/10.47176/ijpr.25.1.81962

چکیده

در این مقاله، سامانه‌ای متشکل از ذرات قرصی شکل با سطح مقطع مربع ( D*D) و ضخامت Lمحدود شده بین دو دیوارۀ سخت با فاصلۀ H را با استفاده از نظریۀ اونساگر و تقریب زوانزیگ بررسی کردیم. مشخص شد گذارفاز همسانگردی به نماتیک این ذرات با کوچک‌تر شدن فاصلۀ صفحات به مرور ضعیف‌تر و نهایتاً تمام خواهد شد. این نتایج به طور کیفی تطبیق خوبی با نتایج مراجع قبلی داشت. به علاوه نشان داده شد که ذراتی با ابعاد تقریبی L/D=0.2 از خود گذار فاز نوع اولی از 2H-1P به فاز 4H-1P ببرای فاصلۀ صفحات خاصی نشان می‌دهند که این گذارفاز در دو نقطۀ بحرانی به پایان می‌رسد و در ناحیه‌ای که وجود دارد با افزایش فاصلۀ صفحات در چگالی‌های کمتری رخ می‌دهد. این گذار فاز خاص با دور شدن از L/D=0.2 تقلیل یافته و ناپدید می‌شود.

کلیدواژه‌ها

گذارفاز

اونساگر

همسانگرد

نماتیک

لیوتروپیک

موضوعات

فیزیک مادهٔ چگال

عنوان مقاله English

First-order phase transition of rectangular disk-shaped particles confined between two walls: Isotropic to nematic and 2H-1P to 4H-1P

نویسنده English

Roohollah Aliabadi

Physics Department, Sirjan University of Technology, Sirjan, Iran

چکیده English

In this paper, we investigate a system composed of disk-shaped particles with a square cross-section (D*D ) and thickness L, confined between two hard walls separated by a distance H. Employing Onsager theory and the Zwanzig approximation, we demonstrate that the isotropic-nematic phase transition of these particles weakens and eventually disappears as the wall separation decreases. Our findings exhibit qualitative agreement with previous studies. Furthermore, we show that particles with approximate aspect ratio L/D=0.2 undergo a first-order phase transition from a 2H-1P phase to a 4H-1P phase for specific wall separations. This phase transition terminates at two critical points and occurs at lower densities as the wall separation increases within the coexistence region. The characteristic phase transition vanishes as the aspect ratio deviates from L/D=0.2 .

کلیدواژه‌ها English

phase transition

Onsager

isotropic

nematic

lyotropic

L Bellier-Castella, D Caprion, J P Ryckaert, Chem. Phys. 121 (2004) 4874.
J A C Veerman, D Frenkel, Rev. A. 45 (1992) 5632.
R Aliabadi, M Moradi, and S Varga, Chem. Phys. 144 (2016) 074902.
S Mizani, et al., Rev. E. 100 (2019) 032704.
L Onsager, N. Y. Acad. Sci. 51 (1949) 627.
H Zocher, Und Allg. Chemie. 147 (1925) 91.
F C Bawden, et al., Nature. 138 (1936) 1051.
K Coper and H Freundlich, Faraday Soc. 33 (1937) 348.
H Reich and M Schmidt, Phys. Condens. Matter. 19 (2007) 0326103.
A Malijevský and S Varga, Phys. Condens. Matter. 22 (2010) 175002.
H Salehi, et al., Rev. E. 98 (2018) 032703.
M Moradi, R J Wheatley, and A Avazpour, Phys. Condens. Matter. 17 (2005) 5625.
D de Las Heras, E Velasco, and L Mederos, Chem. Phys. 120 (2004) 4949.
Zwanzig, J. Chem. Phys. 39 (1963) 1714.
D Frenkel and R Eppenga, Rev. Lett. 49 (1982) 1089.
R Aliabadi, M Moradi, and S Varga, Rev. E 92 (2015) 032503.
R Aliabadi, et al., Rev. E. 97 (2018) 012703.
K Shundyak and R van Roij, Rev. E 69 (2004) 041703.
P Gurin, G Odriozola, and S Varga, New J. Phys. 23 (2021) 063053.
R Aliabadi, S Nasirimoghadam, and H H Wensink, Rev. E. 107 (2023) 054117.
H Hansen-Goos and K Mecke, Rev. Lett. 102 (2009) 18302.
H Hansen-Goos and K Mecke, Phys. Condens. Matter. 22 (2010) 364107.
H Reich, et al., Phys. Chem. B. 111 (2007) 7825.
J C P Gabriel and P Davidson, Colloid Chem. I (2003) 119.
J P F Lagerwall, et al., NPG Asia Mater. 6 (2014) e80.
M Schoen and M Schoen, Chem. Phys. 7 (1996) 2910.
M Schoen, et al., Chem. Phys. 88 (1988) 1394.
B Ruzicka, et al., Mater. 10 (2011) 56.
E Meneses-Juarez, et al., Soft Matter 9 (2013) 5277.
L Mederos, E Velasco, and Y Martínez-Ratón, Phys. Condens. Matter 26 (2014) 463101.
J K Kim, et al., Phys. Lett. 95 (2009) 63505.