Ориентационные структуры в каплях нематика с коническими граничными условиями

Рассмотрены капли нематика сплюснутой формы, капсулированные в полимере, задающем конические граничные условия. Расчеты по методу расширенного эластического континуума Франка показали возможность образования ряда различных структур в таких каплях при варьировании размера капель. Экспериментальные исследования методом поляризационной оптической микроскопии образцов композитных пленок подтверждают результаты расчетов, демонстрируя образование в рассматриваемой системе следующих ориентационных структур: радиал-биполярной структуры с закрученным дефектом-ежом и двумя гиперболическими буджумами; аксиал-биполярной структуры с кольцевой дисклинацией и двумя радиальными буджумами и структуры с дефектом-ежом, гиперболическим буджумом и радиальным буджумом. Такое разнообразие возможных топологий капель обусловлено сложным балансом между энергиями упругости поля директора, дисклинаций и сцепления с поверхностью, обеспеченным коническими граничными условиями.