Sterische Wechselwirkung und Mikrosegregation in flüssig-kristallinen Dimeren mit flexiblem Spacer: Strukturuntersuchungen an Systemen mit neuen flüssig-kristallinen Phasen und Subphasen sowie mit ungewöhnlichen Phasensequenzen

• Antragsteller: Dr. Siegmar Diele
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2000 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5261094

Die Verknüpfung von kalamitischen mesogenen Einheiten mit Hilfe von flexiblen Spacern führt zu flüssig-kristallinen Dimeren, deren Phasenverhalten und physikalische Eigenschaften sich mitunter erheblich von denen der entsprechenden "Monomeren" unterscheiden können. Die Dimere können in mancher Hinsicht als Modellverbindungen für flüssig-kristalline Hauptkettenpolymere mit flexiblen Spacergruppen betrachtet werden. Durch Variation der Molekülstruktur können bekannte Phasentypen modifiziert werden, aber auch neue Phasentypen oder neue Phasensequenzen entstehen, die bei kalamitischen Verbindungen nicht beobachtet werden. Völlig neue Phasentypen wurden z.B. bei unsymmetrischen Dimeren (inkommensurable smektische Phasen und intercalierte hexatische Phasen) oder bei gewinkelten Dimeren (ferro- und antiferroelektrische Phasen) nachgewiesen. Im Rahmen des geplanten Projekts sollen neue flüssig-kristalline Dimere synthetisiert und deren Phasenverhalten und physikalische Eigenschaften studiert werden. Durch gezielte Variation der wesentlichen Strukturelemente (Länge und Struktur des Spacers, Länge und Struktur der terminalen Ketten, Größe und chemische Struktur der mesogenen Einheiten) sollen Informationen über den Zusammenhang zwischen der Konstitution und Konformation der Moleküle einerseits und der Phasenstruktur und den physikalischen Eigenschaften andererseits gewonnen werden. Dabei soll insbesondere der Einfluß der Mikrosegregation chemisch unverträglicher Molekülsegmente und spezieller sterischer Wechselwirkung auf die Struktur der Mesophase untersucht werden. Es soll auch geprüft werden, inwieweit temperaturabhängige Konformationsänderungen der Moleküle ungewöhnliche Phasensequenzen hervorrufen können. Die Ergebnisse sollen zu einem vertieften Verständnis der molekularen Ursachen für die Ausbildung der in Dimeren gefundenen Schichtstrukturen führen, z.B. "Monolayer"-Strukturen, intercalierte Strukturen, modulierte Schichtstrukturen, inkommensurable Schichtstrukturen. Dabei ist auch die Frage interessant, inwieweit die smektischen Phasen der Dimere mit vergleichbaren Phasen von einfachen kalamitischen Verbindungen sowie von "bananenförmigen" Verbindungen lückenlos mischbar sind, d.h. dem gleichen Phasentyp zugehörig sind. Diese Aussagen sind für eine übergreifende Klassifizierung dieser Phasen von Bedeutung. Bei achiralen Dimeren mit gewinkelter Molekülform stellt sich die Frage nach der Chiralität der Phasen bzw. nach den ferro- oder antiferroelektrischen Eigenschaften.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Wolfgang Weißflog