Ta disertacija se primarno osredotoča na pogonski mehanizem 3D-tiskanih koloidnih mikroplavalcev v tekočih kristalih, ki jih poganja zunanje izmenično električno polje. Prvo poglavje prikazuje vpliv razmerja stranic polimernih mikropaličic na njihove pogonske hitrosti pri nizkih frekvencah 6 Hz in 11 Hz v planarnem nematskem tekočem kristalu. V nasprotju s tradicionalno kvadratno odvisnostjo je opažena odvisnost višjega reda med hitrostjo dipolarnih mikropaličic in električnim poljem (v ⠝ Eα; α = 3 ⠒ 5). To je delno pojasnjeno s strižno redčitvenim obnašanjem tekočega kristala. Fluktuacije nematskega direktorja okoli mikropaličic se pojavijo nad pragom električnega polja za plavanje zaradi vertikalnega gibanja mikropaličice vzdolž smeri električnega polja. Pri nižji frekvenci 90 mHz fluorescenčna konfokalna mikroskopija razkrije nagibno gibanje mikropaličice vzdolž polja, s stranskim nihanjem in pogonom vzdolž nematskega direktorja. Časovna analiza pokaže kvadratno sklopitev nagibnega kota mikropaličice z uporabljenim električnim poljem ter linearno sklopitev masnega središča mikropaličice s poljem. Vpliv smeri drgnjenja planarne celice je prikazan pri vseh treh frekvencah, pri čemer se pri 6 Hz in 11 Hz pojavijo še višje potenčne odvisnosti z α = 9 ⠒ 10. V drugem poglavju so v ravnovesnem stanju v planarnih nematikih raziskani topološki defekti, ki spremljajo različne ločne dolžine torusa. Za analizo defektov so uporabljene laserske pincete, s katerimi se območje koloidnega loka termično prekali, nato pa se opazuje relaksacijska dinamika disklinacijskih linij okoli njega. Disklinacijske linije okoli koloidnega loka razkrivajo kompleksne možnosti navijanja, ki so podrobno obravnavane. V nekaterih primerih so bile opažene solitonom podobne strukture, ki povezujejo dva točkasta defekta v torusu. Pri toroidalnih lokih je opaženo pripenjanje disklinacijske linije vzdolž preseka loka, ki ga spremljajo svetli čopiči. Zadnje poglavje poda vpogled v pogon različnih geometrij tiskanih koloidov, kot so kocke in torusi, v zasukanih nematikih, kjer se pojavita tako translacijsko kot rotacijsko gibanje. Opaženi sta bočno kotaljenje in rotacijsko gibanje, z neto gibanjem vzdolž nematskega direktorja.
|