Закономірності температурної зміни кроку спіралі, індукованої в нематичних рідких кристалах хіральними ариліденпохідними деяких амінів та ( )-ізоментону - Автореферат

На сучасному етапі РК системи з індукованою хіральними домішками (ХД) спіральною надмолекулярною структурою займають усе більш міцні позиції як функціональні матеріали для створення новітніх пристроїв РК оптоелектроніки, швидкісних модуляторів світлових потоків, світлоклапанів для комунікаційних систем, кольорових фільтрів для дисплеїв. Останнім часом особливої актуальності набуло створення систем з температурно-незалежним кроком спіралі (DP/DT » 0), необхідних для розробки засобів відображення інформації нового покоління з власною памяттю на основі текстурних переходів в індукованих холестеричних РК (ХРК) з селективним відбиттям світла у видимому діапазоні спектру. Незважаючи на інтенсивні дослідження індукованих ХРК протягом останніх 30 - 35 років та накопичений великий експериментальний матеріал щодо закручуючих властивостей ХД різних класів, систематичному вивченню температурних залежностей кроку спіралі і їхнього звязку з молекулярною структурою компонентів таких систем практично не приділялося уваги. Зясування такого звязку і вироблення підходів до спрямованого створення індукованих ХРК композитів із заданим типом і кількісними характеристиками температурної залежності кроку спіралі залишаються актуальною задачею фізичної хімії РК матеріалів. Дослідження проводилися в рамках наступних тем Національної АН України: “Дослідження закономірностей впливу молекулярної структури компонентів і особливостей міжмолекулярних взаємодій на макроскопічні властивості рідкокристалічних матеріалів” (1992-1995 рр.), “Дослідження закономірностей впливу молекулярної структури компонентів на надмолекулярну структуру і макроскопічні властивості смектичних рідких кристалів з сегнетоелектричними властивостями і систем з TGB фазами” (1996-1999 рр., № Держреєстрації: 0196U012151), а також госпдоговірної роботи “Розробка хіральних компонентів рідкокристалічних матеріалів для інформаційних екранів” (1997-2000 рр., № Держреєстрації: 0198U000064) у рамках Комплексної програми міжнародного співробітництва в області високих і критичних технологій.Спіральна надмолекулярна структура та її зміни з температурою”, являє собою огляд літературних даних щодо теоретичних моделей спіральної надмолекулярної структури холестеричних РК, а також експериментальних досліджень температурної залежності кроку індукованої спіралі. У розділі 3, “Характеристики індукованих спіральних структур в системах на основі нематиків ціанофенільного та азометинового типів", обговорено результати дослідження температурної залежності кроку спіралі, індукованої ХД в названих системах. Обговоренню виявлених закономірностей передує аналіз особливостей просторової будови використаних хіральних сполук, оскільки конформаційна перебудова їх молекул з температурою може бути одним із факторів, що обумовлюють температурну поведінку індукованого кроку спіралі. Однак додаткові можливості внутрішнього обертання в молекулах 2.5м, в порівнянні з 2.1м, відносно зв?язку С*-С(H2) обумовлюють конформаційну лабільність таких сполук - можливість реалізації трьох конформацій [синклінальних ±sc та антиперипланарної ap, торсійний кут N-C*-C(H2)-С(феніл), j3, табл. Для систем на основі 5ЦБ, що вміщують як ХД ряд похідних S-1-фенілетиламіну, в залежності від їх структури спостерігаються три типи температурної функції P: значення P зростають або знижуються при підвищенні температури (DP/DT позитивні або негативні, відповідно, рис.Експериментально виміряно та проаналізовано температурні залежності кроку індукованої спіралі для ряду РК систем на основі нематичних разчинників ціанофенільного, азометинового та естерного типів, що вміщують широкий ряд хіральних домішок - ариліденпохідних S-1-феніл-, S-1-бензилетиламінів та ( )-ізоментону. Встановлено закономірності зміни кількісної характеристики температурної функції кроку спіралі, DP/DT, та термостабільності індукованої холестеричної мезофази в залежності від молекулярної будови хіральних сполук та макроскопічних характеристик нематиків, щодо яких зроблено такі основні висновки: Хіральні N-ариліденпохідні S-1-феніл-та S-1-бензилетиламіну, в залежності від їхньої молекулярної структури, індукують у нематичних розчинниках гелікоїдальне надмолекулярне впорядкування з трьома типами зміни з температурою кроку спіралі: з температурно-незалежним кроком спіралі (DP/DT » 0), з розкручуванням спіралі (DP/DT > 0) або посиленням закручування (DP/DT <0) з ростом температури. Хіральні домішки з низькоанізометричною молекулярною формою (статистично квазісферичною) у системах на основі нематиків ціанофенільного та азометинового типів викликають сильне порушення локального впорядкування у мезофазі, обумовлюючи розкручування холестеричної спіралі з ростом температури. Встановлене суттєве зниження закручуючої здатності та сильнонегативні значення параметра DP/DT в системах на основі нематиків естерного типу, що вміщують похідні хіральних амінів з естерним фрагментом, інтерпретовано як наслідок утворення циботактичних кластерів за рахунок специфічних латер

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ