Síntesis y caracterización mesomórfica de dímeros cristalino líquidos esmécticos
El control de las organizaciones supramoleculares en materia condensada es un área de intensa investigación en el tema de los materiales orgánicos. En particular, la autoorganización en sistemas mesomórficos conduce a materiales donde la aniso-tropía del medio pone de manifiesto propiedades optoelec...
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| Autor principal: | |
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| Otros Autores: | |
| Formato: | tesis doctoral |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2012
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/2278 |
| Aporte de: |
| Sumario: | El control de las organizaciones supramoleculares en materia condensada es un área de intensa investigación en el tema de los materiales orgánicos. En particular, la autoorganización en sistemas mesomórficos conduce a materiales donde la aniso-tropía del medio pone de manifiesto propiedades optoelec-trónicas de interés. En la búsqueda de cristales líquidos con propiedades nuevas o mejoradas se han realizado una gran variedad de combinaciones estructurales que han dado lugar a un gran número de materiales orgánicos mesomorfos con distintas formas, tamaños y polaridades. En este contexto, dos unidades mesogénicas rígidas unidas por un espaciador
conformacionalmente flexible constituye un dímero cristalino líquido. El comportamiento mesogénico de los dímeros es más sensible a las variaciones estructurales que el comportamien-to de los compuestos calamíticos diméricos. El objetivo cen-tral de este trabajo fue la síntesis y caracterización de las propiedades mesomórficas de estructuras diméricas zigzag y arqueadas, poniendo énfasis en estas últimas, donde los segmentos mesogénicos semirrígidos están formados por anillos
aromáticos que están unidos directamente o mediante grupos carboxilato, -COO-, y el análisis de relaciones de estructura-propiedades mesomórficas haciendo hincapié en su capacidad
para formar supraestructuras moleculares laminares esméc-ticas. Durante el transcurso de este trabajo se realizó la síntesis de cuatro series de dímeros cristalino líquidos y compuestos calamíticos, los cuales en conjunto suman más de cincuenta cristales líquidos nuevos que en su gran mayoría presentan fases laminares esmécticas. Su comportamiento mesomórfico se estudió posteriormente mediante microscopía de luz polarizada, calorimetría diferencial de barrido, difracción de rayos X a temperatura variable y en casos seleccionados, por dilatometría, diagrama de fases de mezclas binarias y difracción de rayos X de muestras orientadas. El análisis de los resultados experimentales y del modelado molecular mostró que el modelo intercalado a nivel local citado en la literatura no explicaba los resultados obtenidos para la organización esméctica en dímeros arqueados, en su lugar aparece como más exacto un modelo donde los dímeros se organizan local-mente en bicapas con desplazamientos verticales para maxi-mizar las interacciones cuadrupolares estabilizantes, despla-zamientos que causan cambios no periódicos en las capas a nivel mesoscópico. Aparentemente, existe en estos dímeros arqueados una tensión entre la minimización de interacciones dipolares desfavorables y el llenado del espacio eficiente. Para aliviar esta competencia, se adoptan estructuras esmécticas no convencionales en las cuales ambos factores pueden ser
minimizados, incluyendo fases esmécticas tipo de Vries que son de interés tecnológico en el campo de los cristales líqui-dos ferro- y antiferroelectricos. Los criterios de diseño mole-cular empleados durante este trabajo fueron: a) elección inicial del bifenilo como mesógeno por su estabilidad térmica y química con grupos carboxílicos o éteres como conectores y variación en la orientación interna de los mesógenos, y por ende la del dipolo asociado al mesógeno b) variación de las longitudes de los conectores flexibles y de las cadenas terminales alifáticas c) aumento de la flexibilidad y polaridad del mesógeno utilizando el grupo benzoiloxibenceno, d) varia-ción la polaridad y conformación de las cadenas terminales utilizando grupos etilenoxi, y extensión del mesógeno utilizan-do el grupo bifenilcarboxiloxibenceno. |
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