Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (093) 202-63-01
 studscon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Структура та електрооптичні властивості індукованих холестеричних рідких кристалів

Предмет: 
Тип роботи: 
Автореферат
К-сть сторінок: 
56
Мова: 
Українська
Оцінка: 

шарової структури. Враховуючи, що матриця має сильнополярну компоненту, внаслідок чого зростає роль індуктивної складової загальної енергії міжмолекулярної взаємодії, також зі збільшенням довжини ефіру його молекули легше стерично узгоджуються в молекулах матриці. Для детальнішого аналізу молекулярного аспекту проблеми слід розглянути результати інфрачервоної спектроскопії.

Розглянемо систему на основі сильно та слабополярних рідких кристалів, у яких сильнополярною компонентою служить нематик, що має при низьких температурах смектичну А фазу.
Якщо концентрація сильнополярої компоненти в матриці становить 10 або 20%, то при введенні в такі матриці ефірів холестерину і утворенні індукованих холестериків, основні закономірності формування структури в них аналогічні закономірностям у чистій слабополярній компоненті. При концентрації сильнополярної компоненти в матриці 30-40% формування структури індукованого холестерика має ряд особливостей. Основною структурною одиницею надмолекулярних утворень матриці є асоціати сильно та слабополярної компоненти, концентрація яких є максимальною. При введенні молекул ефірів холестерину відбувається їх вбудовування у вихідну шарову структуру матриці. При збільшенні концентрації ефірів холестерину до 0, 5... 0, 6% період шарової структури зменшується від 28 до 26, а потім до концентрації 1, 5 ваг. % залишається незмінним. Аналогічно поводить себе і концентраційна залежність кореляційної довжини.
Подальше збільшення концентрації сильнополярної компоненти в нематичній матриці та введення до таких матриць холестеричної домішки приводить до утворення впорядкованої структури – характер поведінки основних параметрів, які характеризують флуктуаційну шарову структуру, аналогічний для матриць з впорядкованою структурою. Крім цього, ці матриці мають низькотемпературну смектичну А фазу, і основна відмінність повинна проявитися в концентраційно-температурній поведінці інтенсивності розсіювання, періоду шарової структури та кореляційної довжини. При аналізі температурної залежності враховуємо, що критичне зростання інтенсивності розсіювання та кореляційної довжини спостерігається безпосередньо перед температурою переходу в смектичну фазу. Так, температурна залежність поздовжньої кореляційної довжини може описуватися виразом
(1)
||- критичний показник для поздовжньої кореляційної довжини;
10 – значення поздовжньої кореляційної довжини в околі переходу в ізотропну рідину.
З метою визначення впливу роду домішки на температурну залежність поздовжньої кореляційної довжини ми визначили величини критичних показників поздовжньої кореляційної довжини. Всі ці залежності добре описуються виразом (1) і значенням критичного показника 0, 70, 06, яке дорівнює цьому значенню для нематичної матриці на основі октилціанобіфенілу. Однак істотним є те, що значення критичного показника поздовжньої кореляційної довжини не залежить від концентрації ефіру холестерину і при концентрації ефіру від 0 до 2% в межах точності визначення цієї величини. Дослідження температурної залежності кореляційних довжин для різних ефірів холестерину при фіксованій концентрації домішки показали, що значення критичного показника дорівнює цьому ж значенню для нематичної матриці. І хоча чисельні розрахунки критичного індексу проведені для нематичної матриці, яка складається з чистого октилціанобіфенілу, ми спостерігаємо аналогічну ситуацію для всіх матриць – сумішей смектогенного октилціанобіфенілу та слабополярної компоненти, які мають низькотемпературну смектичну фазу. Таким чином, в загальному можна стверджувати, що критичні показники кореляційних довжин в індукованих холестериках не залежать як від концентрацій в межах 0... 2%, холестеричної домішки в нематичній матриці, так і від роду домішки і визначаються нематичною матрицею.
Рентгенівський аналіз дає можливість оцінити розміри та форму надмолекулярних утворень, але не дозволяє визначити склад його структурних одиниць. Це можна зробити, аналізуючи інфрачервоні спектри поглинання в поляризованому світлі.
Аналіз інфрачервоних спектрів поглинання в поляризованому світлі дає можливість зробити такі висновки:
Для системи на основі пентилціанобіфенілу з азоксисполуками:
Молекули нематичних рідких кристалів, утворених полярними ціанопохідними, утворюють асоціат з антипаралельним пакуванням диполів. При утворенні нематичної матриці на основі сильнополярної ціанопохідної та слабополярної азоксисполуки при довільній концентрації останньої, асоціати сильнополярної компоненти не руйнуються, характер міжмолекулярної взаємодії не змінюється. Структурними одиницями для побудови надмолекулярного утворення є асоціат сильнополярної компоненти та молекули слабополярної компоненти. Введення молекул ефірів холестерину до нематичної матриці для створення гелікоїдальної структури істотних змін у характер міжмолекулярної взаємодії не вносить, однак збільшує густину пакування молекул всередині надмолекулярного утворення. В цьому випадку молекули ефірів холестерину нижніх членів гомологічного ряду дають щільніше пакування, ніж молекули верхніх членів ряду. Збільшення довжин молекул, а отже стеричний фактор та збільшення поперечної складової дипольного моменту холестеричних молекул відіграють у процесі формування щільного міжмолекулярного утворення вагому роль.
Для системи на основі октилціанобіфенілу та азоксисполук:
При утворенні нематичної матриці на основі сильнополярної ціанопохідної, що має смектичну фазу, та слабополярної компоненти при збільшенні концентрації останньої характер міжмолекулярної взаємодії змінюється, а саме, при низькій концентрації слабополярної компоненти структурною одиницею надмолекулярних утворень є асоціат сильнополярної компоненти та молекули слабополярної складової. При подальшому збільшенні концентрації слабополярної компоненти відбувається руйнування асоціатів, утворених молекулами сильнополярної компоненти та утворення асоціату з молекул сильно та слабополярної компоненти. При концентрації сильнополярної компоненти 30-40% у матриці максимальна кількість молекул сильнополярної ціанопохідної знаходиться в формі асоціатів з молекулами слабополярної складової матриці. Слід зауважити, що це можуть бути як молекули БМАОБ, так і молекули БГАОБ. Молекула БМАОБ досить легко поляризується і до того ж має невеликий дипольний момент, скерований під малим кутом до довгої осі молекули. Це сприяє утворенню асоціату між молекулами 8ЦБ і БМАОБ.
При введенні в дану матрицю молекул ефірів холестерину в якості домішки характер міжмолекулярної взаємодії не змінюється, незалежно від положення ефіру в гомологічному ряді,
Фото Капча