Gert Dantlgraber

Einfluss von polaren Substituenten und Segregationseffekten auf die mesomorphen Eigenschaften neuer bent-core Moleküle

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades doctor rerum naturalium (Dr. rer. nat.) vorgelegt an der Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
verteidigt am 31.01.2003

Abstract
Die Ausbildung flüssigkristalliner Phasen ist an bestimmte strukturelle Voraussetzungen gebunden. So weisen die meisten der heute bekannten thermotropen Flüssigkristalle eine calamitische bzw. diskotische Molekülform auf. Gebogene Moleküle können jedoch Mesophasen mit besonderen Eigenschaften aufweisen und sind daher in den letzten Jahren in den Mittelpunkt des Interesses gerückt.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden drei unterschiedliche Ansätze verfolgt, um die Eigenschaften sogenannter bent-core Moleküle zu beeinflussen:

  • die Fixierung polarer Substituenten in zentralen und peripheren Positionen der rigiden Einheit
  • der Einbau inkompatibler Segmente in terminale Ketten unter Nutzung der Mikrosegregation
  • der Aufbau von mesogenen Dimeren und Oligomeren
  • Die hier vorgestellten bent-core Mesogene beinhalten entweder eine gewinkelte Biphenyl- bzw. Terphenylzentraleinheit und zeigen sowohl columnare, als auch polare smektische Phasen. Bei zahlreichen achiralen Oligosiloxanmesogenen konnten erstmals ferroelektrisch schaltbare smektische Phasen (SmCPF*-Phasen) nachgewiesen werden. Charakteristisch für die Texturen dieser Verbindungen sind chirale Domänen unterschiedlicher Händigkeit. Siloxanverbrückte Dimesogene sowie cyclische Oligomesogene zeigen sowohl antiferroelektrisch schaltbare, als auch ferroelektrisch schaltbare smektische Phasen.

    The existence of liquid crystalline Phases is related to certain structural requirements. Most of the thermotropic liquid crystals known up to now are calamitic or discotic in shape. Bent-core molecules may reveal mesophases with particular properties and therefore have become a prior topic of research.
    This work deals with three different methods to influence the properties of bent-core mesogens:

  • the introduction of polar substituents into central and peripheral positions of the rigid unit
  • the introduction of incompatible segments into terminal chains
  • mesogenic dimers and oligomers
  • Bent-core mesogens presented here show columnar phases as well as polar smectic phases. Many of the achiral oligosiloxane mesogens show ferroelectric switchable smectic phases (SmCPF*-phases) whitch could be detected for the first time for simple layer structures built by achiral bent-core mesogens. The textures of these compounds show characteristic domains of different handedness. Oligosiloxane bridged dimers and cyclic oligomers show antiferroelectric switchable smectic phases as well as ferroelectric switchable smectic phases.

    Keywords:
    Bent-core Mesogene, columnare Phasen, smektische Phasen, chirale Domänen, polare Substituenten, Oligosiloxanmesogene, Mikrosegregation, elektrooptische Untersuchungen, SmCPA-Phasen, ferroelektrisch schaltbare Phasen, odd-even Effekt

    bent-core mesogens, columnar phases, smectic phases, chiral domains, polar substituents, oligosiloxane mesogens, microsegregation, electrooptic investigations, ferroelectric switching phases, odd-even effect

    Online-Dokument im PDF-Format (9.414 KB) mit integrierter Gliederung.

    Inhaltsverzeichnis
    Abkürzungsverzeichnis, Inhaltsverzeichnis
    1 Einleitung und Motivation (1-6)
    2 Bent-core Mesogene mit polaren Substituenten an einer Biphenylzentraleinheit (7-24)
    3 Bent-core Moleküle mit polaren Gruppen in m-Terphenylsegmenten (25-30)
    4 Variationen an der Peripherie der rigiden Einheiten (31-42)
    5 Siloxansubstituierte bent-core Moleküle (43-60)
    6 Oligomesogene mit verzweigten Polysilan- und siloxansegmenten (61-65)
    7 Zusammenfassung (66-70)
    8 Experimenteller Teil (71-136)
    9 Literaturverzeichnis
    10 Anhang (I-XXXIV)