Anomalous Brownian motion of colloidal particle in a nematic environment: effect of the director fluctuations

Anomalous Brownian motion of colloidal particle in a nematic environment: effect of the director fluctuations

As recently reported [Turiv T. et al., Science, 2013, Vol. 342, 1351], fluctuations in the orientation of the liquid crystal (LC) director can transfer momentum from the LC to a colloid, such that the diffusion of the colloid becomes anomalous on a short time scale. Using video microscopy and single...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Condensed Matter Physics
Date:2015
Main Authors: Turiv, T., Brodin, A., Nazarenko, V.G.
Format: Article
Language:English
Published: Інститут фізики конденсованих систем НАН України 2015
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/153591
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Anomalous Brownian motion of colloidal particle in a nematic environment: effect of the director fluctuations / T. Turiv, A. Brodin, V.G. Nazarenko // Condensed Matter Physics. — 2015. — Т. 18, № 2. — С. 23001: 1–13. — Бібліогр.: 48 назв. — англ.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-153591
record_format dspace
spelling Turiv, T.
Brodin, A.
Nazarenko, V.G.
2019-06-14T11:08:46Z
2019-06-14T11:08:46Z
2015
Anomalous Brownian motion of colloidal particle in a nematic environment: effect of the director fluctuations / T. Turiv, A. Brodin, V.G. Nazarenko // Condensed Matter Physics. — 2015. — Т. 18, № 2. — С. 23001: 1–13. — Бібліогр.: 48 назв. — англ.
1607-324X
PACS: 05.40.Jc, 61.30.-v
DOI:10.5488/CMP.18.23001
arXiv:1506.03952
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/153591
As recently reported [Turiv T. et al., Science, 2013, Vol. 342, 1351], fluctuations in the orientation of the liquid crystal (LC) director can transfer momentum from the LC to a colloid, such that the diffusion of the colloid becomes anomalous on a short time scale. Using video microscopy and single particle tracking, we investigate random thermal motion of colloidal particles in a nematic liquid crystal for the time scales shorter than the expected time of director fluctuations. At long times, compared to the characteristic time of the nematic director relaxation we observe typical anisotropic Brownian motion with the mean square displacement (MSD) linear in time τ and inversly proportional to the effective viscosity of the nematic medium. At shorter times, however, the dynamics is markedly nonlinear with MSD growing more slowly (subdiffusion) or faster (superdiffusion) than τ. These results are discussed in the context of coupling of colloidal particle's dynamics to the director fluctuation dynamics.
Як було нещодавно опублiковано в [Turiv T. et al., Science, 2013, 342, 1351], флуктуацiї в орiєнтацiї рiдкокристалiчного (РК) директора можуть переносити iмпульс вiд РК до колоїда, тодi дифузiя самого колоїда стає аномальною на коротких промiжках часу. Використовуючи методи вiдеомiкроскопiї та одночастинкового вiдстеження, ми дослiджували випадковий тепловий рух колоїдної частинки в нематичному РК на часах, коротших за очiкуваний час флуктуацiй директора. На довгих часах, в порiвнянi з характеристичним часом релаксацiї нематичного директора, ми спостерiгали типовий анiзотропний броунiвський рух з середнiм квадратом змiщення частинки пропорцiйним до часу τ та обернено пропорцiйним до ефективної в’язкостi нематичного середовища. Однак на коротших часах, динамiка помiтно вiдрiзняється вiд лiнiйної, середнiй квадрат змiщення в цьому випадку зростає повiльнiше (субдифузiя) або швидше (супердифузiя) вiд τ. Результати пояснюються в контектсi зв’язку динамiки колоїдної частинки з динамiкою флуктуацiй директора.
We thank Lavrentovich O.D., Lev B.I., Lazo I., Soroka P., Pergamenshchyk V., Chernyshuk S. and Boiko O. for fruitful discussions. The article was supported by NASU project No. 1.4.B/162.
en
Інститут фізики конденсованих систем НАН України
Condensed Matter Physics
Anomalous Brownian motion of colloidal particle in a nematic environment: effect of the director fluctuations
Аномальний броунiвський рух колоїдної частинки в нематичному середовищi: вплив флуктуацiй директора
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Anomalous Brownian motion of colloidal particle in a nematic environment: effect of the director fluctuations
spellingShingle Anomalous Brownian motion of colloidal particle in a nematic environment: effect of the director fluctuations
Turiv, T.
Brodin, A.
Nazarenko, V.G.
title_short Anomalous Brownian motion of colloidal particle in a nematic environment: effect of the director fluctuations
title_full Anomalous Brownian motion of colloidal particle in a nematic environment: effect of the director fluctuations
title_fullStr Anomalous Brownian motion of colloidal particle in a nematic environment: effect of the director fluctuations
title_full_unstemmed Anomalous Brownian motion of colloidal particle in a nematic environment: effect of the director fluctuations
title_sort anomalous brownian motion of colloidal particle in a nematic environment: effect of the director fluctuations
author Turiv, T.
Brodin, A.
Nazarenko, V.G.
author_facet Turiv, T.
Brodin, A.
Nazarenko, V.G.
publishDate 2015
language English
container_title Condensed Matter Physics
publisher Інститут фізики конденсованих систем НАН України
format Article
title_alt Аномальний броунiвський рух колоїдної частинки в нематичному середовищi: вплив флуктуацiй директора
description As recently reported [Turiv T. et al., Science, 2013, Vol. 342, 1351], fluctuations in the orientation of the liquid crystal (LC) director can transfer momentum from the LC to a colloid, such that the diffusion of the colloid becomes anomalous on a short time scale. Using video microscopy and single particle tracking, we investigate random thermal motion of colloidal particles in a nematic liquid crystal for the time scales shorter than the expected time of director fluctuations. At long times, compared to the characteristic time of the nematic director relaxation we observe typical anisotropic Brownian motion with the mean square displacement (MSD) linear in time τ and inversly proportional to the effective viscosity of the nematic medium. At shorter times, however, the dynamics is markedly nonlinear with MSD growing more slowly (subdiffusion) or faster (superdiffusion) than τ. These results are discussed in the context of coupling of colloidal particle's dynamics to the director fluctuation dynamics. Як було нещодавно опублiковано в [Turiv T. et al., Science, 2013, 342, 1351], флуктуацiї в орiєнтацiї рiдкокристалiчного (РК) директора можуть переносити iмпульс вiд РК до колоїда, тодi дифузiя самого колоїда стає аномальною на коротких промiжках часу. Використовуючи методи вiдеомiкроскопiї та одночастинкового вiдстеження, ми дослiджували випадковий тепловий рух колоїдної частинки в нематичному РК на часах, коротших за очiкуваний час флуктуацiй директора. На довгих часах, в порiвнянi з характеристичним часом релаксацiї нематичного директора, ми спостерiгали типовий анiзотропний броунiвський рух з середнiм квадратом змiщення частинки пропорцiйним до часу τ та обернено пропорцiйним до ефективної в’язкостi нематичного середовища. Однак на коротших часах, динамiка помiтно вiдрiзняється вiд лiнiйної, середнiй квадрат змiщення в цьому випадку зростає повiльнiше (субдифузiя) або швидше (супердифузiя) вiд τ. Результати пояснюються в контектсi зв’язку динамiки колоїдної частинки з динамiкою флуктуацiй директора.
issn 1607-324X
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/153591
fulltext
citation_txt Anomalous Brownian motion of colloidal particle in a nematic environment: effect of the director fluctuations / T. Turiv, A. Brodin, V.G. Nazarenko // Condensed Matter Physics. — 2015. — Т. 18, № 2. — С. 23001: 1–13. — Бібліогр.: 48 назв. — англ.
work_keys_str_mv AT turivt anomalousbrownianmotionofcolloidalparticleinanematicenvironmenteffectofthedirectorfluctuations
AT brodina anomalousbrownianmotionofcolloidalparticleinanematicenvironmenteffectofthedirectorfluctuations
AT nazarenkovg anomalousbrownianmotionofcolloidalparticleinanematicenvironmenteffectofthedirectorfluctuations
AT turivt anomalʹniibrounivsʹkiiruhkoloídnoíčastinkivnematičnomuseredoviŝivplivfluktuaciidirektora
AT brodina anomalʹniibrounivsʹkiiruhkoloídnoíčastinkivnematičnomuseredoviŝivplivfluktuaciidirektora
AT nazarenkovg anomalʹniibrounivsʹkiiruhkoloídnoíčastinkivnematičnomuseredoviŝivplivfluktuaciidirektora
first_indexed 2025-11-24T04:41:58Z
last_indexed 2025-11-24T04:41:58Z
_version_ 1850840836890165248

Similar Items