Mixture of two liquid crystalline components exhibits the antiferroelectric phase in a broad temperature range at room temperatures, though the two components separately do not show an antiferroelectric phase in a temperature range applied. The dielectric spectroscopy technique combined with measurements of the selective light reflection was used for identification and characterization of the phases and subphases existing in the mixture. In the SmC*A phase, the low frequency mode characteristic of antiferroelectric phase has been detected. In the broad temperature range between SmC*A and SmA* phases, no relaxation mode has been detected. The soft mode registered near the phase transition to SmA* phase follows the Curie-Weiss law.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Two binary mixtures have been studied of homologues from a series derived from 4-alkoxybiphenyl-4'-carboxylic acid with three chiral centres exhibiting ferroelectric (FE), antiferroelectric (AF) and tilted hexatic phases. One homologue exhibits a re-entrant SmC* (SmC*re) phase, which is miscible with the SmC* phase. The phase diagrams of the studied mixtures exhibit a close pocket of the SmC*A phase. The SmC*re phase is induced even in the mixtures composed of homologues without this phase. Dielectric spectroscopy reveals the Goldstone mode in both ferroelectric SmC* and the SmC*re phases, this mode being stroger when increasing concentration of the antiferroelectric homologue. In the SmC*A phase a relaxation mode is detected with the relaxation frequency three orders higher, which exhibits critical slowing down when approaching the SmC*re phase. This mode, which can be attributed to the anti - phase mode, is responsible for the apperance of SmC*re phase. In mixtures exhibiting the SmC*A phase a helix twist inversion occurs in the vinicity of the low temperature border of the AF phase.
Homologous series 1.m.7(HH) of liquid crystalline compounds, varying in the chiral chain length m (m=4-9), were studied. These compounds are characterized by a long helical pitch in an antiferroelectric phase, which is higher than the measuring range of the available instruments. The temperature dependence of the helical pitch of these compounds was determined by the extrapolation of the results obtained for the mixtures of 1.m.7(HH) compounds with 1.4.7(HF) compound of a known helical pitch value. The helical pitch measurements were made by spectrophotometry and phase transition temperatures were measured by polarizing thermomicroscopy. Extrapolation of the results let established that the investigated liquid crystals are characterized by the helical pitch increasing and then decreasing upon heating, which is accompanied by the helical twist sense inversion from the right-handed structure to the left-handed one.
PL
Przedmiotem badań był szereg homologiczny związków ciekłokrystalicznych 1.m.7(HH) różniących się długością łańcucha chiralnego m (m = 4-9). Związki te charakteryzują się długim skokiem helisy w fazie antyferroelektrycznej, większym niż zakres pomiarowy dostępnej aparatury. Zależność skoku helisy od temperatury wyznaczono, ekstrapolując wyniki pomiarów skoku helisy otrzymane dla mieszanin związków 1.m.7(HH) ze związkiem 1.4.7(HF) o znanym skoku. Pomiary skoku helisy wykonano metodą spektrofotometryczną, natomiast temperatury przemian fazowych zmierzono za pomocą polaryzacyjnego mikroskopu optycznego. Ekstrapolacja wyników pozwoliła ustalić, że badane ciekłe kryształy charakteryzują się skokiem helisy zwiększającym się, a następnie zmniejszającym ze wzrostem temperatury, czemu towarzyszy inwersja skrętności helisy z prawoskrętnej na lewoskrętną.
Przedmiotem badań były trójpierścieniowe chiralne związki ciekłokrystaliczne tworzące fazę antyferroelektryczną, różniące się budową łańcucha alkilowego oraz podstawieniem pierścienia benzenowego atomami fluoru. Wykonano pomiary skoku helisy metodą opartą na zjawisku selektywnego odbicia światła oraz zarejestrowano widma 1H i 13C NMR w temperaturze 25°C. Zaobserwowano wpływ budowy molekularnej na przesunięcie chemiczne sygnałów pochodzących od centrum chiralnego.
EN
Three-ring chiral liquid crystalline compounds, forming antiferroelectric phase, differing in the structure of alkyl chain and in the substitution of benzene ring by fluorine atoms were studied. The measurements of helical pitch, based on the selective light reflection phenomenon, were performed as well as 1H and 13C NMR spectra at room temperature were registered. The influence of molecular structure as well as the type of helicoidal structure on the chemical shift of signals coming from chiral center was observed.
Wykorzystywanie sieci polimerowej do stabilizacji chiralnych materiałów ciekłokrystalicznych (ChCK), które mogą znaleźć zastosowanie w urządzeniach elektrooptycznych i fotonicznych, staje się coraz powszechniejsze. Ustabilizowanie struktury helikonikalnej ChCK za pomocą sieci polimerowej polega na uformowaniu przestrzennej matrycy polimerowej w medium ciekłokrystalicznym. Sieć polimerowa działa jak swoiste rusztowanie dla cząsteczek ciekłego kryształu, co powoduje usztywnienie helisy w konkretnym, pożądanym stanie. Ten sposób stabilizacji helisy był do tej pory stosowany głównie w chiralnych nematycznych ciekłych kryształach. Skuteczne ustabilizowanie polimerem helisy w chiralnych smektycznych ciekłych kryształach mogłoby pozwolić na wyeliminowanie głównej wady tych materiałów, czyli zmianę ich parametrów użytkowych w efektach elektrooptycznych bazujących na deformacji helisy, wraz ze zmianą temperatury. Głównym parametrem charakteryzującym strukturę helikonikalną jest jej skok, którego wartość zmienia się gwałtownie wraz ze zmianą temperatury w większości smektycznych ciekłych kryształów, co z kolei przekłada się na wyżej wymienione wady. Ustabilizowanie polimerem powinno przełożyć się na stabilność temperaturową soku helisy i reszty parametrów materiałowych. W tej pracy przedstawione są wyniki zależności skoku helisy od temperatury przed procesem i po procesie polimeryzacji materiału ciekłokrystalicznego z fazą antyferroelektryczną. Do badań użyto czterofunkcyjnego monomeru strukturalnie kompatybilnego ze składnikami mieszaniny antyferroelektrycznej oraz, dla porównania, monomeru komercyjnie dostępnego o odmiennej budowie strukturalnej. Wyniki badań wskazują, że ustabilizowanie struktury helikonikalnej jest łatwiejsze po użyciu monomeru bardziej kompatybilnego strukturalnie z bazowym materiałem ciekłokrystalicznym, przy jednoczesnym zachowaniu jednorodności uporządkowania struktury helikonikalnej i szerokiego zakresu temperaturowego występowania fazy antyferroelektrycznej.
EN
The use of polymer networks to stabilise chiral liquid crystalline materials (ChLC), which can find applications in electro-optical and photonic devices, is becoming increasingly common. Stabilising the heliconical structure of a ChLC using a polymer network involves forming a spatial polymer matrix in a liquid crystal medium. The polymer network acts as a kind of scaffold for the liquid crystal molecules, resulting in the helix being stiffened in a particular desired state. This method of helix stabilisation has been mainly used in chiral nematic liquid crystals so far. Effective stabilising the helix with a polymer in chiral smectic liquid crystals could eliminate the main drawback of these materials, i.e., the change in their performance, in electro-optical effects based on the deformation of the helix, with a change in temperature. The main parameter characterising the heliconical structure is its pitch, whose value changes rapidly with temperature change, in most smectic liquid crystals, which in turn translates into the above-mentioned drawbacks. Stabilisation with the polymer should translate into temperature stability of the helical pitch and the rest of the material parameters. This paper presents the results of the temperature dependence of the helical pitch before and after polymerisation of a liquid crystal material with an antiferroelectric phase. A tetrafunctional monomer structurally compatible to the components of the antiferroelectric mixture and, for comparison, a commercially available monomer with a different structure were used in the study. The results relevant that stabilisation of the heliconical structure is easier after the use of a monomer more structurally compatible to the components of parent liquid crystal material, while maintaining homogeneity of the heliconical structure ordering and a wide temperature range of the antiferroelectric phase occurrence.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.