Nonlinear macroscopic description of liquid crystalline elastomers in external fields [Elektronische Ressource] / vorgelegt von Andreas Menzel

Nonlinear macroscopic descriptionof liquid crystalline elastomersin external fieldsVon der Universit¨at Bayreuthzur Erlangung des Grades einesDoktors der Naturwissenschaften (Dr. rer. nat.)genehmigte Abhandlungvorgelegt vonAndreas Menzelgeboren in Mu¨nchen/Bayern1. Gutachter: Prof. Dr. H. R. Brand2. Gutachter: Prof. Dr. H. PleinerTag der Einreichung: 21.10.2008Tag des Kolloquiums: 04.02.2009ContentsZusammenfassung v1 Introduction 11.1 Liquid crystals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.2 Polymers and elastomers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61.3 Liquid crystalline elastomers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.4 Scope of this work . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 Linear macroscopic description 172.1 State variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.2 Variables contributing to the generalized energy density . . . . 202.3 Generalized energy density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.4 Other approaches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293 Rotatoelectricity in cholesteric side-chain liquid single crys-tal elastomers 313.1 Geometry and corresponding generalized energy density . . . . 323.2 Rotations of the director . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363.3 Experimental observation of rotatoelectricity . . . . . . . . . . 403.4 Discussion and conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .