Laporkan Masalah

Dinamika Aliran Translasional pada Fenomena Elektrohidrodinamika Kristal Cair Nematik

ERVANGGIS MINGGAR K, Prof. Dr.Eng. Yusril Yusuf, S.Si., M.Si., M.Eng.

2022 | Tesis | MAGISTER FISIKA

Telah dilakukan penelitian dalam kajian elektrohidrodinamika (EHD) menggunakan sel parallelepiped kristal cair nematik (KCN). Penelitian bertujuan untuk menyelidiki secara lebih detail tentang aliran translasional yaitu pola Williams Domain (WD) yang bergerak perlahan dari tepi menuju ke tengah sel. Penelitian ini berfokus pada aliran balik (backflow) KCN, aliran pada bagian nonkonveksi sel parallelepiped, aliran di bawah tegangan ambang, dan gerak molekul KCN saat terjadi aliran translasional. Untuk menyelidiki hal tersebut digunakan KCN N-(4-Methoxybenzylidene)-4-butylaniline (MBBA) yang didoping dengan Tetra-n-butyle ammonium bromide (TBAB) 0,02 % dan dicampur dengan partikel micropearl. Micropearl dipilih karena dapat merepresentasikan gerak molekul kristal cair. KCN dimasukkan ke dalam sel bergeometri parallelepiped dengan ukuran substrat ITO 2,5 cmx2 cm dan area pengamatan sebesar 1 cmx1 cm. Area non-konveksi sel parallelepiped diperoleh dengan cara menggeser area pengamatan sebesar delta L=1 mm dan delta L=2 mm. Sampel diberi medan listrik AC berfrekuensi 100 Hz serta dilakukan pengamatan gerak pola dan micropearl dengan parameter tergangan ternormalisasi epsilon=(V/V_c )^2-1. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa kecepatan micropearl pada sampel delta L=1 mm mengalami kenaikan epsilon=0,10 lalu mengalami penurunan pada epsilon=0,15. Pada sampel delta L=2 mm kecepatan micropearl mengalami kenaikan epsilon=0,05 lalu mengalami penurunan pada epsilon=0,10. Aliran konveksi terjadi lebih awal dari aliran translasional ditandai adanya gerakan osilasi kecil micropearl pada epsilon<0. Gerak micropearl menunjukkan adanya tiga macam aliran pada sel parallelepiped yaitu aliran translasional, aliran balik, dan aliran konveksi. Hasil perhitungan kecepatan aliran balik (v_b) pada empat tepi sel menunjukkan nilai 163x10^(-3) mikrometer/s, 110x10^(-3) mikrometer/s, 134x10^(-3) mikrometer/s dan 141x10^(-3) mikrometer/s. Hasil pengamatan lintasan micropearl menunjukkan bahwa saat terjadi aliran translasional juga disertai pergerakan atau aliran massa kristal cair.

The study of electrohydrodynamics (EHD) using parallelepiped nematic liquid crystal (NLC) cells has been done. This study aims to investigate in more detail the translational flow, the Williams Domain (WD) pattern that moves slowly from the edge to the center of the cell. This research focuses on the backflow of NLC, the flow in the non-convection part of the parallelepiped cell, the flow under threshold voltage, and NLC molecules' motion during translational flow. NLC N-(4-Methoxybenzylidene)-4-butylaniline (MBBA) doped with Tetra-n-butyle ammonium bromide (TBAB) 0.02% and mixed with micropearl was used. Micropearl was chosen because it can represent the motion of liquid crystal molecules. NLC was inserted into a cell with parallelepiped geometry with an ITO substrate size of 2.5 cmx2 cm and an observation area of 1 cmx1 cm. The non-convection area of parallelepiped cells was obtained by shifting the observation area by delta L=1 mm and delta L=2 mm. The sample was given an AC electric field with a frequency of 100 Hz and observed for pattern and micropearl motion with the normalized voltage parameter epsilon=(V/V_c )^2-1. The results showed that in the sample delta L=1 mm, the micropearl velocity increased until the value of epsilon=0.10, but at epsilon=0.15 the micropearl velocity decreased. For the sample delta L=2 mm, micropearl velocity increased until the value of epsilon=0.05 and at epsilon=0.10 the velocity decreased again. The convection flow occurs earlier than the translational flow, which is indicated by a small micropearl oscillating motion at epsilon<0. Micropearl motion shows that there are three types of flow in parallelepiped cells, namely translational flow, backflow and convection flow. The calculation of the backflow velocity (v_b) at the four edges of the cell show a value of163x10^(-3) mikrometer/s, 110x10^(-3) mikrometer/s, 134x10^(-3) mikrometer/s and 141x10^(-3) mikrometer/s. Observations of the micropearl trajectory show that the translational flow is also accompanied by the movement or mass flow of liquid crystals.

Kata Kunci : Elektrohidrodinamika (EHD), aliran translasional, kristal cair nematik (KCN), sel parallelepiped, N-(4-Methoxybenzylidene)-4-butylaniline (MBBA)

  1. S2-2022-466369-abstract.pdf  
  2. S2-2022-466369-bibliography.pdf  
  3. S2-2022-466369-tableofcontent.pdf  
  4. S2-2022-466369-title.pdf