INTERNATIONAL SCHOOL OF LIQUID CRYSTALS

La comprensione delle proprietà macroscopiche dei cristalli liquidi e delle loro transizioni di fase in termini di modelli molecolari può essere raggiunta solo utilizzando simulazioni al computer, eventualmente con il complemento di teorie meccaniche statistiche approssimate. Sebbene le simulazioni dei cristalli liquidi siano ovviamente basate sulle stesse tecniche generali di Monte Carlo e di dinamica molecolare utilizzate per altri fluidi, esse presentano una serie di problemi e di peculiarità legate alle proprietà intrinseche dei cristalli liquidi, come l’ordine a lungo raggio e l’anisotropia, che richiedono un trattamento separato. Ciò richiede a sua volta lo sviluppo di algoritmi adeguati per calcolare proprietà statiche come i parametri d’ordine, le funzioni di correlazione, le costanti elastiche e in generale le osservabili tensoriali, nonché quantità dinamiche come i tensori di diffusione, le viscosità, le suscettività, ecc. È ora possibile anche esaminare i difetti topologici caratteristici dei vari cristalli liquidi e studiare la loro struttura di base e persino eseguire simulazioni dirette a livello microscopico di semplici dispositivi e display. Un’altra serie di problemi è legata alla necessità di prevedere le proprietà dei cristalli liquidi a partire da modelli molecolari. Ciò comporta la determinazione del comportamento di fase, delle transizioni di fase e delle loro caratteristiche, e richiede lo sviluppo di potenziali intermolecolari per la modellazione delle caratteristiche molecolari essenziali dei mesogeni e l’esecuzione di simulazioni su larga scala, con un numero di particelle spesso di un ordine di grandezza superiore a quelle utilizzate nelle semplici simulazioni di fluidi. Ciò richiede a sua volta lo sfruttamento di risorse informatiche all’avanguardia, in particolare di tecniche di calcolo parallelo con lo sviluppo di algoritmi appropriati. Questa scuola si propone di fornire una copertura aggiornata di tutte le questioni sopra elencate, considerando le varie tecniche, i sistemi modello (dal reticolo alle particelle dure e Gay-Berne fino all’atomistica) per i termotropici, i liotropi e alcuni cristalli liquidi di interesse biologico.