УФ-індуковані ефекти у нематичних рідких кристаллах з домішками стероїдних біомолекул

Dyadyusha A. G., Marusii T. Ya., Reshetnyak V. Yu., Reznikov Yu. A., Khizhnyak A. I. Orientational effect due to change in the anisotropy of the interaction between a liquid crystal and a bounding surface // JETP Lett. – 1992. – Vol. 56. – P. 17.

Перминова О. Г. Сравнительное исследование фотоизомеризации провитамина Д в гомогенных и гетерогенных средах: Дис…канд. физ. -мат. наук: 02. 00. 18. – К., 1990. -123 с.

Voloshchenko V., Khizhnyak A., Reznikov Yu., Reshetnyak V. Control of an easy-axis on nematic-polymer interface by light action to nematic bulk // Jpn. J. Appl. Phys. – 1995. – Vol. 34. – P. 566-571.

 

 

Гвоздовський І. А. УФ-індуковані ефекти у нематичних рідких кристалах з домішками стероїдних біомолекул. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01. 04. 15 – фізика молекулярних і рідких кристалів. Інститут фізики Національної академії наук України, Київ, 2002.

В дисертаційній роботі вивчалися холестеричні рідкі кристали (РК), індуковані фоточутливими хіральними домішками (ізомерами вітаміну Д та спорідненими сполуками), а також вплив структурної модифікації домішок на величину кроку холестеричної спіралі та її знак. Крім того, вперше досліджено динаміку індукування холестеричної спіралі при розчиненні кристалів стероїдних сполук (0. 1-1мм) у краплині нематичного РК. При цьому виявлено, що процес розчинення супроводжується обертанням кристалів, напрямок якого чітко корелює зі знаком індукованої холестеричної спіралі (обертання за годинниковою стрілкою відповідає її додатному знаку та навпаки).

При УФ опроміненні нематичних РК з домішкою 7-дегідрохолестерину (провітаміну Д, 7-ДГХ) виявлено суттєвий вплив рідкокристалічного середовища на фотоізомеризацію провітаміну Д, який на відміну від ізотропних розчинників, призводить до реалізації специфічного механізму цис-транс ізомеризації превітаміну Д (hula-twist механізму). Крім того, в роботі показано, що дія штучного та сонячного УФ опромінення призводить до збільшення кроку холестеричної спіралі, що спричинене фотоперетвореннями 7-ДГХ. Експериментально отримана лінійна залежність між концентрацією утвореного превітаміну Д in vitro (етанольний розчин) та кількістю зниклих смуг Кано-Гранжана в клиноподібній РК комірці дає змогу її використання для дозиметрії біологічно активної сонячної УФБ радіації.

В дисертаційній роботі описані дослідження орієнтаційних ефектів тонкими плівками (адсорбованими, полімерними та ленгмюрівськими) на основі стероїдів. Монодоменна планарна орієнтація нематичних РК даними плівками отримується внаслідок дії лінійно поляризованого УФ опромінювання. Напрямок осі легкого орієнтування РК збігається з вектором поляризації світла. Виявлено, що адсорбовані молекули 7-ДГХ (та плівки Ленгмюра-Блоджетт на їх основі) забезпечують гомеотропну орієнтацію нематичних РК (із від’ємною та додатною діелектричною анізотропією), яка змінюється на планарну під дією лінійно поляризованого УФ опромінення. Крім того, досліджено S- та B-ефекти для дводоменних РК комірок із планарною та гомеотропною орієнтацією.

Кючові слова: рідкий кристал, індукований холестерик, стероїди, ізомери вітаміну Д, УФБ дозиметрія, фотоорієнтація.

 

 

Гвоздовский И. А. УФ-индуцированные эффекты в нематических жидких кристаллах с добавками стероидных биомолекул. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01. 04. 15 – физика молекулярных и жидких кристаллов. Институт физики Национальной академии наук Украины, Киев, 2002.

В диссертационной работе исследовались холестерические жидкие кристаллы (ЖК), индуцированные фоточувствительными хиральными добавками (изомерами витамина Д и родственными соединениями), а также влияние структурной модификации соединений на величину шага холестерической спирали и ее знак. Кроме того, впервые исследована динамика индуцирования холестерической спирали при растворении кристаллов стероидных соединений (0. 1-1мм) в капле нематического ЖК. При этом обнаружено, что процесс растворения сопровождается вращением кристаллов, направление которого четко коррелирует со знаком индуцированной холестерической спирали (вращение по часовой стрелке соответствует ее положительному знаку и наоборот).

При УФ облучении нематических ЖК с добавкой 7-дегидрохолестерина (провитамина Д, 7-ДГХ) обнаружено существенное влияние жидкокристаллической среды на фотоизомеризацию провитамина Д, которое в отличие от изотропных растворителей приводит к реализации специфического механизма цис-транс изомеризации превитамина Д (hula-twist механизма). Кроме того, в работе показано, что действие искусственного и солнечного УФ излучения приводит к увеличению шага холестерической спирали, что обусловлено фотопревращениями 7-ДГХ. Экспериментально полученная линейная зависимость между концентрацией образовавшегося превитамина Д in vitro (этанольный раствор) и количеством исчезнувших полос Кано-Гранжана в клиновидной ЖК ячейке дает возможность ее использования для дозиметрии биологически активной солнечной УФБ радиации.

В диссертационной работе описаны исследования ориентационных эффектов тонкими пленками (адсорбированными, полимерными и ленгмюровскими) на основе стероидов. Монодоменная планарная ориентация нематических ЖК такими пленками образуется вследствие действия линейно поляризованного УФ излучения. Направление оси легкой ориентации ЖК совпадает с вектором поляризации света. Обнаружено, что адсорбированные молекулы 7-ДГХ (и пленки Ленгмюра-Блоджетт на их основе) обеспечивают гомеотропную ориентацию нематических ЖК (с отрицательной и положительной диэлектрической анизотропией), которая изменяется на планарную под действием линейно поляризованного УФ излучения. Кроме того, исследованы S- и B-эффекты для двухдоменных ЖК ячеек с планарной и гомеотропной ориентацией.

Кючевые слова: жидкий кристалл, индуцированный холестерик, стероидный кристалл, изомеры витамина Д, УФБ дозиметрия, фотоориентация.

 

 

Gvozdovskyy I. A. UV-induced effects in the nematic liquid crystals with dopants of the steroid biomolecules. – Manuscript.

Thesis for Physics and Mathematics candidate’s degree on