Мезоморфные, физические и ориентационные свойства бинарных систем на основе цианопроизводных нематических жидких кристаллов

• Автор: Бобрицкая, Елена Викторовна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 175 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ.

I.ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Жидкокристаллическое состояние вещества

1.1.1. Классификация термотропных жидких кристаллов

1.1.2. Молекулярная структура мезогенов

1.2. Физические свойства цианопроизводных жидких кристаллов

1.2.1. Требования, предъявляемые к нематическим жидким кристаллам для электрооитических устройств

1.2.2. Фазовые переходы и мезоморфные свойства

1.2.3. Диэлектрические свойства

1.2.4. Оптические свойства

1.3. Ориентационные электрооптические эффекты в нематических жидких кристаллах

1.4. Мезоморфные системы с водородной связью
1.4.1. Влияние водородной связи на мезоморфные свойства
1.4.2. Влияние водородной связи на ориентационные и анизотропные свойства ЖК
II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
.1. Объекты исследования
.2. Методы исследования
.2.1. Измерение температур фазовых переходов
.2.2. Измерение диэлектрической проницаемости жидкокристаллических материалов
.2.3. Измерение двулучепреломления
.2.4. Определение дипольных моментов
.2.5. Квантовохимические расчты
И.2.6. Измерение параметра порядка
.2.7. Электрооптические измерения
III. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
III.1. Влияние полярных немезоморфных веществ на свойства систем мезогеннемезоген
III. 1.1. Спектральные проявления водородных связей ЖКНМ по
данным ЯМР ,3С и квантовохимические расчеты супермолекул
III. 1.2. Мезоморфные свойства
1.1.3. Оптические свойства бинарных систем ЖКНМ
1.1.4. Ориентационная упорядоченность систем мезогеннемезоген по данным двулучепреломления и ЯМР Н
1.1.5. Диэлектрическая проницаемость
1.1.6. Ассоциативное состояние систем мезогеннемезоген
II 1.2. Мезоморфные, анизотропные и ориентационные свойства жидкокристаллических смесей 4 пентилокси 4 цианобифенил 4согидроксиалкилокси4цианобифенилы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ


Если цианогруппа присоединена к несвязанному алкильному кольцу, тогда дипольный момент значительно меньше, чем когда она контактирует с ароматическим кольцом, изза отсутствия поляризующейся электронной плотности. Следовательно, значение диэлектрической анизотропии меньше для алифатических нитрилов, чем для соответствующих ароматических нитрилов. Они также в основном показывают сочетание высоких температур плавления, низких нематических температур просветления и высокой вязкости . Таким образом, наличие короткой алкильной цепи, гранс1,4дизамещнного циклогексанового кольца и цианобензола в 4транс4алкилциклогексилбензонитрилах РСН оказалось оптимальной комбинацией для жидкокристаллических дисплеев и других электрооптических устройств . Природа фазовых переходов между мезофазой и изотропной жидкостью, а также между различными мезофазами тесно связана с самой природой мезофаз . Действительно, свойства мезофазы предопределены тонкими физическими процессами в очень узкой области температур, где зарождается будущая мезофаза. Фазовый переход, обладающий наибольшей общностью, можно описать, используя идеи теории Ландау. Как известно в основе этой теории лежат 2 основных предположения а возможность описания системы параметром порядка, б аналитичность свободной энергии в окрестности фазового перехода. Первое предположение не вызывает сомнений. При описании макроскопических свойств жидких кристаллов пользуются тензорным параметром порядка. При этом нужно заметить, что принятие в качестве исходной идеи теории континуума позволяет утверждать, что при температурах не очень близких к точке фазового перехода параметр порядка является слабо меняющейся функцией температуры, и эта функция непрерывна. Аналитичность свободной энергии в окрестности фазового перехода предполагает, что для описания свойства нематической мезофазы но обе стороны от точки фазового перехода мы используем одну и ту же потенциальную функцию. Рассмотренные нами выше условия позволяют считать параметр порядка 5 малым в окрестности фазового перехода. Р Р0уАУВу9С А. Рр плотность свободной энергии изотропной фазы, А, В, С коэффициенты разложения, являющиеся функциями температуры и давления, можно увидеть, что при ТТщ зависимость У7 от 5 имеет один минимум при 80. Это означает, что устойчивой является только изотропная фаза. При ТТКч на кривой РЭ будет уже 2 минимума один при 50 изотропная фаза, другой при мезофаза. И, наконец, при ТТмТц1 имеется только один минимум при что соответствует нематической мезофазе. Уже из такого качественного рассмотрения следует, что фазовый переход нематик изотропная жидкость должен быть фазовым переходом 1го рода при температуре фазового перехода сосуществуют обе фазы. Аналитически это обусловлено наличием в разложении 1. Уг5. Рис. Схематическое представление зависимости плотности свободной энергии нематика от параметра порядка. Вернмся опять к этому рисунку. При температуре ТмТТкМ Тмтемпература, при которой устойчивой является только нематическая фаза, еще имеются 2 минимума плотности свободной энергии, но они не равнозначны по энергии. Один минимум точка О при 50, соответствует большей свободной энергии, чем второй минимум при 5тЮ точка А. Это означает, что при ТлТТмч могут существовать обе фазы нематическая и изотропная, но изотропная фаза является метастабильной, так как ей соответствует большая свободная энергия. Аналогично можно ввести и температуру верхний предел существования нематической фазы. При этой температуре исчезает минимум при энергииЗУО. Тогда в интервале температур ТшТТм плотность свободной энергии имеет 2 минимума, но минимум при 50 гораздо ниже, чем минимум при 50 точка В. Поэтому в этом интервале температур сосуществуют обе фазы, но нематическая является метастабильной. Наличие метастабильной области говорит о возможности перегрева и переохлаждения, т. Рис. Схематическое представление зависимости параметра порядка нематика от температуры. Она типична для фазовых переходов 1ого рода плавное уменьшение параметра порядка вдали от Т1 и резкое падение его при ТТд от величины В3 С до нуля. В этом уравнение Са тепломкость изотропной фазы.