| Resumo: |
A
presença de íons em amostras de cristais líquidos nemáticos (CLN) é
responsável por efeitos significativos na orientação molecular do
sistema. Para aplicações práticas, bem como para fins fundamentais, é
importante investigar a influência desses íons sobre a resposta
elétrica da amostra. O fenômeno de adsorção iônica gera um campo
elétrico de superfície que, por seu turno, pode afetar a orientação
molecular da amostra, produzindo instabilidades na orientação do
diretor e modificando a resposta elétrica do sistema. Para estabelecer
a distribuição de equilíbrio das cargas no meio nemático, a
distribuição clássica de Maxwell-Boltzmann (MB) geralmente é
considerada. Recentemente, contudo, uma distribuição estatística
diferente foi empregada para descrever líquidos iônicos com ênfase
particular no comportamento da capacitância da dupla camada. Aqui, a
teoria de Poisson-Fermi é invocada para investigar os efeitos do
fenômeno de adsorção e de campos externos em células eletrolíticas de
espessuras finitas. Na ausência de adsorção, as expressões para o
potencial elétrico através da amostra e para a capacitância diferencial
da dupla camada são estabelecidas em função da voltagem aplicada. Na
presença da adsorção, sem campos externos, as equações principais do
modelo são apresentadas e resolvidas analiticamente no limite de baixo
potencial. Neste contexto, os potenciais (químico e elétrico), assim
como a capacitância diferencial da dupla camada, são determinados e
investigados em função da densidade de íons no volume e da energia de
adsorção. O perfil da capacitância também é explorado em termos da
diferença de potencial ligada ao processo de adsorção. Além disso, as
equações fundamentais da teoria de Poisson-Boltzmann são recordadas
para reportar os efeitos da adsorção seletiva de íons na energia de
ancoramento de CLN. Seguindo esta linha de investigação, no âmbito da
estatística de Fermi-Dirac (FD), estabelecemos expressões analíticas
para as energias de ancoramento flexoelétricas e dielétricas do
sistema. Em adição, determinamos a energia de ancoramento de origem
iônica para o caso geral em que aplicamos campos externos sem levar em
conta os efeitos da adsorção.
Palavras chaves: Impurezas iônicas. Isotrópicos. Cristais líquidos nemáticos.
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