Kiralnost v aktivnih nematikihMarinčič, Matevž (Avtor) Ravnik, Miha (Mentor) aktivna snovkiralni nematikskirmionska mrežatopološki defektineravnovesna fizikamrežna Boltzmannova metodaAktivni kiralni nematik je sistem samo-gibajočih gradnikov z vgrajeno kiralnostjo, ki so sposobni pretvoriti energijo v mikro-gibanje in s tem voditi sistem stran od termodinamskega ravnovesja. V magistrskem delu z numeričnimi simulacijami raziščem vpliv kiralnosti na aktivni nematik v dveh in treh dimenzijah ter v različnih ograjenih geometrijah. Simulacija temelji na z aktivnostjo razširjenim Beris-Edwardsovem modelu nematodinamike, ki ga rešujemo s hibridno mrežno Boltzmannovo metodo. Osrednja mehanizma, ki jih študiramo, sta kiralni člen v elastični energiji ter aktivni členo v napetostnem tenzorju. Izračunamo stacionarno aktivno stanje v prosti periodično zaključeni celici, kvazi-2D sistemu in ob valoviti površini. Opazimo, da kiralnost vpliva na aktivno stanje, saj vsiljuje zvojni tip deformacije, ki ni izvor aktivnih napetosti. S tem efektivno zmanjša povprečno hitrost v sistemu in umiri aktivno turbulenco, kar se najbolj pozna pri zmernih aktivnostih. Disklinacijske linije v 3D kiralnih sistemih izgubijo lokalno strukturo $+1/2$ defekta, kar praviloma upočasni dinamiko. V kvazi-2D sistemih poleg nematskega režima in aktivne turbulence pri visoki kiralnosti opazimo nastanek aktivnih skirmionskih mrež z značilnim vrtinčnim hitrostnim profilom. V ograjenih geometrijah pri zmernih aktivnostih opazimo stabilne defekte, aktivni turbulentni režim pri visokih aktivnostih pa je neodvisen od robnih pogojev. Opisano delo je prispevek k razumevanju aktivnih snovi, posebej tekočin, kar je danes svetovno široko in razvijajoče področje raziskav.20182018-09-28 07:46:05Magistrsko delo/naloga103896sl