Geometria, topologia e fluidos complexos: aplicações a cristais líquidos e sistemas elásticos desordenados

• Processo: 21/14285-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Vigência: 01 de agosto de 2022 - 31 de julho de 2027
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Danilo Barbosa Liarte
• Beneficiário: Danilo Barbosa Liarte
• Instituição Sede: Instituto de Física Teórica (IFT). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de São Paulo. São Paulo , SP, Brasil
• Auxílios(s) vinculado(s): 23/14815-8 - Sistemas Elásticos Desordenados como Matéria Ativa, AP.R SPRINT
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/00067-0 - Desordem correlacionada e viscoelasticidade de géis coloidais suaves, BP.MS; 22/09615-7 - Geometria, topologia e fluidos complexos: aplicações a cristais líquidos e sistemas elásticos desordenados, BP.JP
• Assunto(s): Geometria Topologia Fluidos complexos Cristais líquidos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cristais Líquidos | fluidos complexos | Jamming | Sistemas elásticos desordenados | Sólidos Amorfos | Física da matéria mole

Resumo

Geometria e topologia fazem um papel fundamental em várias áreas de pesquisa em STEM, desde abordagens fundamentais em Física de altas energias, como teorias de calibre e teorias de cordas, a tópicos modernos em física da matéria condensada, como fases topológicas de isolantes ou supercondutores e a estrutura não-cristalina de vidros. Nosso projeto de pesquisa trata de aspectos geométricos e topológicos de bastante relevância em duas linhas de pesquisa na área de fluidos complexos: cristais líquidos e sistemas elásticos desordenados. Propomos estudar um tipo especial de cristal líquido, chamado esmético: um fluido de moléculas alongadas dispostas em camadas equidistantes. Vamos desenvolver um aparato teórico e computacional para descrever a estrutura e dinâmica de esméticos sujeitos a ambientes desordenados e confinamento por superfícies complexas, um aspecto de interesse bastante recente na área de cristais líquidos. Nossos objetivos principais estão concentrados no estudo de defeitos topológicos e geométricos por meio de uma análise detalhada da ação combinada entre a energia elástica, a geometria intrínseca das superfícies, e a geometria extrínseca dos substratos que confinam o cristal líquido. Propomos também elaborar uma teoria quantitativa mais completa para as propriedades mecânicas universais de sistemas elásticos desordenados próximos ao limiar de rigidez. Nesta parte, nossos objetivos principais estão concentrados na investigação analítica (por meio de teorias de escala e de meio efetivo) e numérica (por meio de simulações computacionais) do papel desempenhado por fatores como auto-propulsão e desordem correlacionada na projeção e comportamento mecânico de sistemas elásticos desordenados diversos. Nossa proposta tem bastante relevância para vários sistemas em Física da matéria mole, desde esméticos e géis coloidais a materiais ativos. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

LIARTE, DANILO B.; PETRI, ALBERTO; SALINAS, SILVIO R.. Hard-Needle Elastomer in One Spatial Dimension. Brazilian Journal of Physics, v. 53, n. 3, p. 7-pg., 2023-06-01. (22/09615-7, 21/14285-3)

LIARTE, DANILO B.; THORNTON, STEPHEN J.; SCHWEN, ERIC; COHEN, ITAI; CHOWDHURY, DEBANJAN; SETHNA, JAMES P.. Universal scaling for disordered viscoelastic matter near the onset of rigidity. PHYSICAL REVIEW E, v. 106, n. 5, p. 7-pg., 2022-11-07. (21/14285-3, 16/01343-7)

THORNTON, STEPHEN J.; LIARTE, DANILO B.; ABBAMONTE, PETER; SETHNA, JAMES P.; CHOWDHURY, DEBANJAN. Jamming and unusual charge density fluctuations of strange metals. NATURE COMMUNICATIONS, v. 14, n. 1, p. 6-pg., 2023-07-03. (21/14285-3, 16/01343-7)