Aluno: Eduardo Henrique Soares Viana

Título: “Diodos Acústicos à Base de Cristais Líquidos para Aplicação Sobre Vidros.”

Orientador: Prof. Dr. Erms Rodrigues Pereira

Data-hora: 25/02/2019 (16:00h)

Local: Escola Politécnica de Pernambuco - Sala I-4

Resumo: “Nos últimos anos, a fonônica, que objetiva desenvolver análogos acústicos e térmicos de dispositivos eletrônicos usuais (ao substituir eletricidade por som e calor), tornouse um tema importante devido a necessidade de uma utilização mais efetiva e eficaz dos recursos energéticos influenciados por uma crescente demanda do mundo contemporâneo. Desenvolver esses análogos, por exemplo, de diodos acústicos, implica a exploração e estudo da temática da miniaturização. Para isto, metamateriais microscópicos e nanoscópicos são sintetizados e utilizados (por exemplo, nanotubos de carbono e estruturas de grafeno). No entanto, estes materiais requerem um alto custo financeiro e computacional, devido ao uso de técnicas/equipamentos complexos, enquanto que materiais alternativos, mais baratos, apresentam uma e ciência aplicável mais equiparável, além de um apelo sustentável do ponto de vista energético e de materiais utilizados na manufatura. Neste trabalho, investigamos como um diodo acústico usando um material alternativo (cristal líquido nemático), confinado em um tubo capilar no formato de tronco de cone, pode ser otimizado para atingir altas retificações acústicas. Em tal tubo capilar, o cristal líquido utilizado produz, no conjunto de alinhamento de suas moléculas, um defeito topológico chamado de desclinação radial com escape. Com base na descoberta, através da manipulação matemática de variáveis como o índice de refração de grupo, velocidade de grupo e do ângulo de ancoramento molecular, evidenciado para ondas acústicas, como base de cálculo do desvio provocado pelas moléculas de cristal líquido do diodo, resolvemos assim a equação de Helmholtz, que é exigida para condições de contorno e transmissão dessas ondas acústicas no meio, condição essa estabelecida pelo software de simulação de elementos-finitos. Observamos que a anisotropia do sistema, junto com a dependência das moléculas com relação ao ângulo de ancoramento β, retificações acústicas da ordem de 1300%, em temperatura ambiente (298K). Estudando a sensibilidade do sistema em relação a geometria do tubo confinante, aos aspectos moleculares e acústicos, descobrimos valores ideais para um diodo acústico, que pode ser adequado para ser miniaturizado e produzido em larga escala pela indústria de películas de vidro e é robusto contra variações, no espectro da frequência, de ondas acústicas que incidem sobre o dispositivo, para a margem do audível do ser humano. Este trabalho contribui para o uso de cristais líquidos em dispositivos non-display, com potencial aplicação no controle do fluxo de ondas acústicas através das superfícies.”