Диссертация (Моделирование структуры жидкокристаллических наносистем)

PDF-файл Диссертация (Моделирование структуры жидкокристаллических наносистем) Физико-математические науки (50888): Диссертация - Аспирантура и докторантураДиссертация (Моделирование структуры жидкокристаллических наносистем) - PDF (50888) - СтудИзба2019-06-29СтудИзба

Описание файла

Файл "Диссертация" внутри архива находится в папке "Моделирование структуры жидкокристаллических наносистем". PDF-файл из архива "Моделирование структуры жидкокристаллических наносистем", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физико-математические науки" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве СПбГУ. Не смотря на прямую связь этого архива с СПбГУ, его также можно найти и в других разделах. , а ещё этот архив представляет собой кандидатскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук.

Просмотр PDF-файла онлайн

Текст из PDF

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТНа правах рукописиАндреева Татьяна АнатольевнаМОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ НАНОСИСТЕМ05.13.18 Математическое моделирование, численные методыи комплексы программДиссертация на соискание ученой степени кандидатафизико-математических наукНаучный руководительд. ф.-м. наук, профессорЕгоров Николай ВасильевичСанкт-Петербург – 20162ОглавлениеВведение ........................................................................................................................................3Глава 1. Математическое моделирование наноразмерных структур .............................111.1.1.1.1.Квантово-механические методы для многоэлектронных систем ................................12Метод самосогласованного поля .................................................................................151.1.2.

Представление волновой функции в виде линейной комбинации атомныхорбиталей......................................................................................................................................191.2. Сравнительный анализ способов расчета структур методом функционалаэлектронной плотности ...............................................................................................................211.2.1.Представление функционала электронной плотности ..............................................251.2.2.Гибридные и мета-гибридные методы DFT ...............................................................271.3.Методы учёта влияния континуальной среды на молекулярные комплексы ............301.3.1.Модель поляризуемого континуума (PCM) ...............................................................311.3.2.Математическая модель образования жидкокристаллической фазы вещества ......331.4.Методика вычисления колебательных спектров наноразмерных систем ...................361.5.Программный комплекс Gaussian 09 ..............................................................................39Глава 2.

Моделирование равновесной геометрии и свойств молекулярныхкомплексов в вакууме ..............................................................................................................442.1.Молекула 4-пентил-4’-цианобифенила (CB5). Обзор экспериментальных данных ..442.2.Структура молекулы CB5. Сравнение с экспериментом ..............................................472.3.Моделирование процесса димеризации 4-пентил-4’-цианобифенила ........................532.3.1.Геометрические и электронные характеристики димеров CB5 ...............................532.3.2. Инфракрасные и электронные спектры поглощения димеров CB5.

Отнесениеполос……………… .....................................................................................................................602.4.Моделирование процесса ассоциации 4-пентил-4’-цианобифенила ...........................692.4.1.Структуры тримеров CB5 ............................................................................................692.4.2.Вычисление физико-химических характеристик тримеров CB5 .............................72Глава 3. Результаты моделирования ассоциатов молекул CB5 с учётом влияниясреды ............................................................................................................................................763.1.Результаты применения модели PCM ............................................................................773.2.Модель образования жидкокристаллической фазы ......................................................793.3.

Сравнительная характеристика способов образования димеров и тримеровразличными методами DFT .......................................................................................................823.4.Сходимость процесса оптимизации геометрии ассоциатов CB5 ................................843.5.Спектральные характеристики ассоциатов CB5 ...........................................................89Заключение .................................................................................................................................93Список литературы ...................................................................................................................963ВведениеМировое производство жидкокристаллических индикаторов и дисплеевисчисляется миллиардами и, вероятно, будет увеличиваться и дальше.

Какследствие этого, развитие ряда отраслей науки и техники и их прогрессневозможны без фундаментальных и прикладных исследований вобластижидких кристаллов. Жидкие кристаллы (ЖК) представляют интерес нетолько с точки зрения их технических применений, но так же с точки зренияразвитиябиологии,процессовжизнедеятельности,функционированияклеточных мембран и ДНК, работы мышц, передачи нервных импульсов,формирования атеросклеротических бляшек — это все перечень процессов,протекающих в жидкокристаллической фазе [1,2].По физико-химическим свойствам ЖК занимают промежуточноеположение между изотропными жидкостями и анизотропными твердымителами. Из-за высокой подвижности молекул, наличия в них сильнополяризованных групп, высоких значений дипольных моментовичувствительности к внешнему электромагнитному полю, ЖК обладаютрядом специфических свойств, позволяющих выделить их в отдельный класс.Их можно охарактеризовать как особое состояние органических веществ, вкоторомонипространственныеобладаюттекучестьюструктуры,подобныеисвойствомкристаллическимобразовывать[3,4].Подвоздействием внешнего поля ЖК могут изменять свою микроструктуру ифизическиесвойства,являясьвэтомсмыслефункциональнымиматериалами.

Следует отметить, что до сих пор полная математическистрогая теория жидких кристаллов не построена. Не решен также рядчастных проблем, важных с точки зрения технических применений, вчастности,недостаточноизученаспецификамежмолекулярныхвзаимодействий, отвечающая за изменение их структуры с учетоманизотропии вещества.4Актуальность работыПостроениематематическистрогойиполноймоделижидкокристаллической фазы и ее образования является крайне актуальнойзадачей на сегодняшний день.

С ее помощью может быть решена задачапоиска новых ЖК веществ, практические рекомендации по которым могутбытьиспользованыприконструированииприборовсзаданнымихарактеристиками.Современные методы квантовой механики и квантовой химиипозволяют описать различные физико-химические свойства систем сточностью,сравнимойКолебательныеспектрысданнымимолекулэкспериментальныхявляютсяважнойметодов.характеристикойвещества, они позволяют идентифицировать молекулярные структуры.Полный набор найденных колебательных частот необходим для вычислениятермодинамическихфункций.Исследованиеэлектронныхспектровпоглощения жидкокристаллических веществ, влияние на них структурыжидкокристаллической фазы актуально в связи с широким использованиемжидкокристаллических дисплеев и анализом ухудшения их характеристик современем под влиянием дневного и электрического света.

Одним изхарактерныхпредставителейобразованиюжидкихорганическихкристаллов,являютсямолекул,способныхмолекулык4-пентил-4’-цианобифенила (4-cyano-4′-n-pentylbiphenyl (CB5)) и его аналоги CB6, CB8,CB9. При исследовании мезотропной жидкокристаллической фазы CB5методами инфракрасной спектроскопии наблюдается полоса в области 2252см-1 со сложным контуром.

Природу этого явления также до сих пор неудалось объяснить [5]. Можно предположить, что данная полоса состоит изнесколькихполос,соответствующихразличнымзначениямчастотколебаний, которые связаны с различными структурами ассоциатов CB5,образованныхвжидкокристаллическойфазе.Чтобыпроверитьэто5предположениенеобходимовычислитьзначениячастотнормальныхколебаний как для молекулы CB5, так и для ее димеров и тримеров.Модельжидкокристаллическойфазыпомимоассоциатовсопределенной структурой должна учитывать изотропную континуальнуюсреду, которая создается молекулами окружения. Разработка этой модели ирасчетыфизико-химическиххарактеристиквещества,несомненно,актуальны и являются основным содержанием диссертационной работы.Квантово-механическое исследование для этих структур на атомномолекулярном уровне с учетом всех типов межмолекулярных сил, до сих порне проводилось.

Решение этой задачи требует применения сложныхсовременных расчетных методов и больших затрат вычислительныхресурсов.Предложенные в диссертации математические модели и методикирасчетов структуры ассоциатов (димеров и тримеров) цианобифенилов,энергийсвязи,дипольныхмоментовассоциатов,колебательныхиэлектронных спектров изученных структур и их изменения под влияниемэлектромагнитного поля имеют большое теоретическое и практическоезначение.Цель и задачи исследованияЦельюработыявляетсяжидкокристаллическихвеществликвидацияипостроениепробеловновыхвтеориимоделейспоследующим решением некоторых частных проблем по определениюфизико-химических свойств материалов. Результатом этой работы должнаявиться выработка практических рекомендаций по созданию новыхматериаловдляхарактеристиками.жидкокристаллическихдисплеевсулучшенными6Для этого в диссертационной работе проведено изучение процессовобразования жидкокристаллической фазы на примере молекулы CB5, сучетомпротяженнойструктурымолекулы,сильнополяризованнойцианогруппы и окружающей среды.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5288
Авторов
на СтудИзбе
417
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее