A molecular-statistical model of liquid crystalline suspensions of ferromagnetic carbon nanotubes
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2025-1-29-38Abstract
One of the primary tools for describing temperature phase transitions in nematic liquid crystals is the Maier-Saupe theory, which is based on the mean-field or self-consistent field method. Despite its long history, this theory remains relevant and forms the foundation of the statistical thermodynamics of liquid crystals. A significant advantage of the Maier-Saupe theory is that it belongs to the class of exactly solvable models in statistical physics and allows for the calculation of temperature-dependent order parameters that align with experimental data. However, even in the simplest case of a uniaxial nematic liquid crystal, the self-consistency equation derived within the Maier-Saupe theory is nonlinear and integral, this necessitating numerical solutions. This model can be significantly simplified by employing the spherical approximation, a well-known method in the theory of magnetism. The key feature of this approach is that the integrals appearing in the self-consistency equation are reduced to Poisson integrals, which can be evaluated exactly, and the equation itself takes on a simple algebraic form. The present study uses the spherical approximation to consider a modification of the Maier-Saupe theory for the case of a colloidal suspension of ferromagnetic carbon nanotubes in a nematic liquid crystal. The method for deriving the orientational state equations for the suspension is described in detail. The advantages and features of the proposed approach are discussed, and a comparison is made with previously presented methods where the spherical approximation was used to describe liquid crystals and suspensions based on them.Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Bulletin of Perm University. Physics

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.