Fischermeier, E: Simulations of Colloidal Liquid Crystals

Die Manipulation von Flüssigkristallen mittels externer Potentiale, in der Form von elektrischen oder magnetischen Feldern, hat große Bedeutung in vielen Industrie- und Forschungsanwendungen. Es ist eine wissenschaftliche Herausforderung den Einfluss der verschiedenen Mechanismen in einem solch komplexen Vielteilchensystem zu verstehen. Die Wechselwirkungen zwischen Teilchen und externen Potentialen, von Teilchen mit anderen Teilchen und, im Falle von Kolloidsystemen, hydrodynamische Wechselwirkungen führen in ihrem Zusammenspiel zu faszinierenden dynamischen Zuständen und außergewöhnlichem Diffusionsverhalten.Diese Arbeit bietet neue Einblicke in die Dynamik kolloidaler Flüssigkristalle durch Computersimulationen. Dabei werden Modellsysteme von zunehmender Komplexität untersucht. Das erste Modellsystem ist das denkbar grundlegendste Modellsystem: ein System harter Sphärozylinder, die nur aufgrund des ausgeschlossenen Volumens miteinander wechselwirken. In einem zweiten Schritt wird das Modell mittels Langevin Dynamik um die Brownsche Bewegung, die ungerichtete Beweging von Kolloidteilchen in einer Flüssigkeit, erweitert. Im letzten Schritt werden innerhalb einer Lattice Boltzmann Simulation zusätzlich die Auswirkungen von hydrodynamischen Wechselwirkungen zwischen den Teilchen untersucht.