Inestabilidades flexoelectricas dinámicas en cristales líquidos nemáticos

Los fenómenos electrohidrodinámicos en cristales líquidos constituyen un área de investigación antigua pero aún muy activa. La razón es que estos fenómenos juegan un papel clave en diversas aplicaciones de cristales líquidos y debido al interés general de la comunidad física en sistemas fuera de equilibrio. Los cristales líquidos nemáticos (CLNs) son representativos para tales investigaciones. Nuestro artículo tiene como objetivo estudiar teóricamente la dinámica lineal de los CLNs. Incluimos en consideración la energía elástica de orientación, el movimiento hidrodinámico, un campo eléctrico alternante externo, la conductividad eléctrica y la polarización flexoelectric. Analizamos la estabilidad lineal de la película de CLN, determinando la dinámica de las perturbaciones con respecto al estado inicial homogéneo del CLN. Para este propósito, calculamos los autovalores de la matriz de evolución para un período del campo eléctrico alternante externo. Estos autovalores determinan los factores de amplificación para los modos durante el período. La inestabilidad ocurre cuando el autovalor principal de la matriz de evolución se convierte en unidad por su valor absoluto. La condición determina el umbral (campo crítico) para la inestabilidad del estado uniforme. Resulta que se pueden esperar varios tipos de inestabilidad, solo parcialmente conocidos e investigados en la literatura. En particular, encontramos que la inestabilidad flexoelectric puede llevar a patrones modulados en el espacio en dos dimensiones que exhiben oscilaciones temporales. Este tipo de estructuras fue de algún modo pasado por alto en trabajos anteriores. Formulamos las condiciones necesarias para que se realice este escenario. Esperamos que los resultados de nuestro trabajo abran la puerta a un amplio rango de estudios adicionales. De especial importancia sería una comprensión integral del papel de varios parámetros materiales y efectos no lineales, lo que es un paso clave para el diseño racional de los CLNs que exhiben los patrones oscilantes multidimensionales en el tiempo predichos en esta publicación.