Transport and assembly of colloids in liquid crystals

Les particules dispersades en un cristall liquid nematic (CLN), tambe anomenats col·loides nematics, son avui dia sistemes experimentals estudiats en el camp de la “Soft Matter”. En aquest escenari, les interaccions i forces entre particules col·loidals es troben en equilibri, aixi, l’elasticitat governa les interaccions entre particules. Mes enlla, l’aplicacio d’un camp electric altern dona lloc a un escenari totalment diferent, on el sistema es troba fora d’equilibri, i aixi, nous conceptes fisics poden sorgir. Els col·loides nematics es poden propulsar sota l’accio d’un camp electric, el qual permet escenaris on els col·loides son dirigits. Breument, el moviment de les particules es degut a l’aparicio de fluxos electroosmotics al voltant de les particules. El trencament de la simetria dels fluxos a banda i banda de la particula indueix una propulsio neta. En aquest manuscrit es mostra des de l’estudi del transport d’una particula individual en termes de modes de transport fins a l’estudi de moviments col·loidals col·lectius. L’estudi d’una particula individual s’ha dut a terme sota l’accio de dos mecanismes diferents de propulsio, el de sedimentacio-difusio i la “Liquid Crystal-Enabled Electrokinetics”. Per altra banda, prenent avantatge de la ultima hem pogut auto-assemblar centenars de particules formant clusters amb una distribucio radial inhomogenia de la densitat de particules. Per entendre aquest tipus de clusters hem desenvolupat un model teoric i el Dr. Arthur Straube ha realitzat simulacions que concorden tant qualitativa, com quantitativament amb les tendencies experimentals. Finalment, hem estudiat el fet de traslladar un eixam de particules, pero tambe el fet de posar-li obstacles per on hagi de passar. Per concloure, aquest treball no nomes augmenta el coneixement general de particules micro-metriques dispersades en CLNs, pero serveix com a eina per iniciar-se i explorar el moviment dirigit de col·loides dispersat en aquests.