Cascade Formation of Topological Defects and Satellite Droplets in Liquid Crystals at Dynamic Capillary Instability

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The formation of topological defects at the nematic–isotropic liquid interface and near satellite droplets has been detected at the breakup and fragmentation of the bridge of the isotropic phase between nematic domains. This process has been implemented in thin optical cells filled with a liquid crystal. The critical width of the bridge at which a universal time dependence of its width is determined by the capillary velocity (ratio of the surface tension to the viscosity) has been determined.

About the authors

P. V. Dolganov

Institute of Solid State Physics, Russian Academy of Sciences

Email: masalov@issp.ac.ru
Russian Federation, ul. Akademika Osip’yana 2, Chernogolovka, Moscow oblast, 142432

N. A. Spiridenko

Osipyan Institute of Solid State Physics, Russian Academy of Sciences

Email: pauldol@issp.ac.ru
Chernogolovka, Moscow region, 142432 Russia

V. K. Dolganov

Osipyan Institute of Solid State Physics, Russian Academy of Sciences

Email: pauldol@issp.ac.ru
Chernogolovka, Moscow region, 142432 Russia

E. I. Kats

Landau Institute for Theoretical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: pauldol@issp.ac.ru
Chernogolovka, Moscow region, 142432 Russia

K. D. Baklanova

Osipyan Institute of Solid State Physics, Russian Academy of Sciences;HSE University

Author for correspondence.
Email: pauldol@issp.ac.ru
Chernogolovka, Moscow region, 142432 Russia;Moscow, 101000 Russia

References

  1. J. Eggers, Rev. Mod. Phys. 69, 865 (1997).
  2. J. Eggers and E. Villermaux, Rep. Prog. Phys. 71, 036601 (2008).
  3. W. S. Rayleigh, Proc. London Math. Soc. 4, 10 (1878).
  4. N. Bohr, Phil. Trans. Roy. Soc. Lond. 209, 281 (1909).
  5. J. Plateau, Statique Exp'erimentale et Th'eoretique des Liquides Soumisaux Seules Forces Mol'ecoulaires, Gautethier-Villars, Paris (1873).
  6. Y. Lee and J. E. Sprittles, J. Fluid Mech. 797, 29 (2016).
  7. H. A. Stone, B. J. Bentley, and L. G. Lead, J. Fluid Mech. 173, 131 (1986).
  8. B. M. Tjahjadi, H. A. Stone, and J. M. Ottino, J. Fluid Mech. 243, 297 (1992).
  9. X. Zhang, R. S. Padgett, and O. A. Basaran, J. Fluid Mech. 329, 207 (1996).
  10. J. C. Burton, J. E.Rutledge, and P. Taborek, Phys. Rev. Lett. 92, 244505 (2004).
  11. J. C. Burton and P. Taborek, Phys. Rev. Lett. 98, 224502 (2007).
  12. E. Alvarez-Lacalle, J. Casademunt, and J. Eggers, Phys. Rev. E 80, 056306 (2009).
  13. A. A. Castrejon-Pita, J. R. Castrejon-Pita, and I. M. Hutchings, Phys. Rev. Lett. 108, 074506 (2012).
  14. D. Tiwari, L. Mercury, M. Dijkstra, H. Chaudhary, and J. F. Hern'andez-S'anchez, Phys. Rev. Fluids 3, 124202 (2018).
  15. H. Wee, B. W. Wagoner, P. M. Kamat, and O. A. Basaran, Phys. Rev. Lett. 124, 204501 (2020).
  16. P. Bazazi, H. A. Stone, and S. H. Hejazi, Phys. Rev. Lett. 130, 034001 (2023).
  17. J. R. Lister and H. A. Stone, Phys. Fluids 10, 2758 (1998).
  18. A. B. Bazilevskii and A. N. Rozhkov, Fluid Dynamics 50, 800 (2015).
  19. A. Deblais, M. A. Herrada, I. Hauner, K. P. Velikov, T. van Roon, H. Kellay, J. Eggers, and D. Bonn, Phys. Rev. Lett. 121, 254501 (2018).
  20. N. B. Speirs, K. R. Langley, P. Taborek, and S. T. Thoroddsen, Phys. Rev. Fluids 5, 044001 (2020).
  21. П. Ж. де Жен, Физика жидких кристаллов, пер.с англ., Мир, М. (1978), 400 с.
  22. М. Клеман, О. Д. Лаврентович, Основы физики частично упорядоченных сред, пер. с англ., ФИЗМАТЛИТ, М. (2007), 680 с.
  23. P. Oswald and P. Pieranski, Nematic and Cholesteric Liquid Crystals: Concepts and Physical Properties Illustrated by Experiments, Taylor and Francis, Boca Raton (2005).
  24. I. Cohen, M. P. Brenner, J. Eggers, and S. R. Nagel, Phys. Rev. Lett. 83, 1147 (1999).
  25. J. Eggers and Z. Angew, Math. Mech. 85(6), 400 (2005).
  26. P. V. Dolganov, A. S. Zverev, K. D. Baklanova, and V. K. Dolganov, Phys. Rev. E 104, 014702 (2021).
  27. T. C. Lubensky and J. Prost, J. Phys. II France 2, 371 (1992).
  28. Y.-K. Kim, S. V. Shiyanovskii, and O. D. Lavrentovich, J. Phys. Condens. Matter 25, 404202 (2013).
  29. P. V. Dolganov and N. A. Spiridenko, Liq. Cryst. 49, 1933 (2022).
  30. S. Faetti, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 179, 217 (1990).
  31. Y.-J. Chen and P. H. Steen, J. Fluid Mech. 341, 245 (1997).
  32. D. T. Papageorgiou, J. Fluid Mech. 301, 109 (1995).
  33. D. T. Papageorgiou, Phys. Fluids 7, 1529 (1995).
  34. T. A. Kowalewski, Fluid Dyn. Res. 17, 121 (1996).
  35. G. H. McKinley and A. Tripathi, J. Rheol. 44, 653 (2000).
  36. J. Eggers, Phys. Rev. Lett. 71, 3458 (1993).
  37. P. Oswald and G. Poy, Phys. Rev. E 92, 062512 (2015).
  38. H. Wang, T. X. Wu, S. Ganza, J. R. Wu, and S.-T. Wu, Liq. Cryst. 33, 91 (2006).
  39. R. Basu, D. Kinnamon, N. Skaggs, and J. Womack, J. Appl. Phys. 119, 185107 (2016).
  40. П. В. Долганов, В. К. Долганов, Е. И. Кац, Письма в ЖЭТФ 115, 236 (2022).
  41. К. Д. Бакланова, В. К. Долганов, Е. И. Кац, П. В. Долганов, Письма в ЖЭТФ 117, 537 (2023).
  42. A. V. Subbotin and A. N. Semenov, Macromolecules 55, 2096 (2022).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».