Cтраница 2
Смектические мезофазы обладают более плотной упаковкой и более высокой степенью их ориентации по сравнению с ской. Структура смектической мезофазы менее чувствительна к изменению температуры вследствие того, что молекулы в слои. [16]
Орбитальная структура изолированной молекулы и бимолекулярных состояний информативна для оценки межмолекулярных взаимодействий. Так образование смектической мезофазы определяется взаимодействием молекул за счет граничных орбиталей ( ВЗМО - - НСМО), а образованию нематической - способствует взаимодействие молекул за счет более низко лежащих орбиталей: на дигидропропирановом фрагменте молекулы. [17]
В возникновении ЭГД неустойчивости решающую роль играет электропроводность среды и ее анизотропия. Большинство опытов со смектическими мезофазами выполнено вблизи температуры перехода в нематическую фазу, поскольку в этой температурной области меньше вязкость и неустойчивости легче возникнуть. Очень интересным объектом является также нематическая фаза с некоторой степенью ближнего смектического порядка, исследования которой позволяют постепенно подойти к интерпретации ЭГД явлений в чистых смектических фазах. Рассмотрим сначала особенности поведения электропроводности. [18]
Было показано, что с увеличением расстояния между асимметрическим атомом и остовом молекулы при постоянной длине нормальной цепи термическая стабильность смектической и холестерической мезофаз зигзагообразно возрастает. При увеличении длины цепи н-алкильного радикала область существования смектической мезофазы расширяется за счет сужения холестерической. Такая зависимость является общим правилом для гомологических серий мезоморфных соединений. [19]
ЖК) свойствами позволяют сделать вывод об отсутствии корреляции между величиной ц и типом ЖК мезофазы, а также шириной температурного интервала существования мезофазы ДТ. Однако следует отметить, что между рядами при условии идентичности алкок-сильных групп с увеличением величины ц повышаются температуры фазовых переходов и возрастает ширина температурного интервала существования смектической мезофазы ATS. В то же время корреляции между шириной температурного интервала существования немати-ческой мезофазы ДТК и ц не установлено. [20]
Все эти эксперименты убедительно доказывают наличие сегнето-электричества в хиральных смектических мезофазах. [21]
Конечно, при этом необходимо учитывать специфику длинных молекул, а именно возможность расположения одной и той же макромолекулы в высоко-упорядоченных ( кристаллических) участках и аморфных прослойках. Большая длина цепных молекул, возможный разброс по молекулярным весам, а следовательно, и по длине молекул исключает возможность образования смектической мезофазы. Правда, можно представить себе, что для полимеров с большими боковыми группами по стерическим причинам будет невозможен сдвиг по оси молекулы. [22]
Упомянутая выше классификация по мерности упорядочения, используемая Греем [1], где аморфным веществам отвечает нульмерный порядок, нематическим жидким кристаллам - одномерный, смектическим - двухмерный и истинным кристаллам - трехмерный, является условной. Более строгое определение упорядочения в мезофазах сводится к следующему. В нематиче-ских мезофазах существует порядок лишь в отношении одинаковой ( или близкой) ориентации больших осей молекул, что может быть описано ориентационным параметром порядка 5 ( 3 cos20 - 1) / 2, где Э - угол раз-ориентации молекул относительно оптической оси ( директора) микрообъема нематической фазы. В этом смысле смектическая мезофаза отвечает двухмерному порядку в отличие от одномерного в случае нематической мезофазы. Что касается холестерической мезофазы, то она занимает своеобразное положение. В ней сочетается нематическая упорядоченность в пределах одной плоскости с существованием регулярной спиральности семейства таких плоскостей. [23]
Важным свойством, позволяющим исследовать переходы в жидкокристаллическое состояние, может служить реологическое поведение системы. Изменение вязкости с температурой или концентрацией растворителя с характерным разрывом в ее монотонном ходе позволяет достаточно определенно констатировать фазовые переходы, особенно переход из изотропного в анизотропное состояние. При этом следует отметить, что различие в типах жидкокристаллического состояния отражается и на абсолютных величинах вязкости. Так, в состоянии нематической фазы вещество, как правило, течет под действием собственного веса, в то время как необратимая деформация смектической мезофазы отчетливо обнаруживается только при приложении некоторой внешней нагрузки. Особенно важным средством для изучения жидкокристаллического состояния реологический метод служит в случае полимерных систем, о чем также достаточно подробно будет сказано в гл. [24]
Как мы уже видели в предыдущем параграфе, за счет диэлектрического момента можно непрерывно изменять ориентацию директора в с-фазе, но нельзя сделать этого в смек-тике А, не создав при этом дефектов структуры. Возникает вопрос: а возможна ли ориентация директора за счет момента Ма, индуцированного анизотропией электропроводности. Это важно знать, чтобы оценить возможность наблюдения ЭГД неустойчивости в смектических фазах, в основе которой лежал бы механизм Карра - Хелфриха. Из общих соображений можно ожидать, что момент Ма должен при определенной геометрии опыта вызывать аномальную ориентировку директора смектики С ( без перестройки слоистой структуры), а в смектике А вызывать текстурные перестройки типа неустойчивости Пароди. Однако прямых экспериментов в этом направлении, насколько нам известно, пока не сделано. Существуют, правда, косвенные доказательства механизма аномальной ориентировки смектических мезофаз, полученные в работах Карра. Критическая частота, как и следует ожидать, определяется электропроводностью вещества. [25]
Процесс записи предельно прост. Плоский стеклянный капилляр заполняется смектиком. Молекулы в нем ориентированы перпендикулярно стенкам. Тонкий инфракрасный луч лазера быстро скользит по стеклу, выводя буквы или цифры. В местах падения луча смектик нагревается и переходит в изотропную жидкость. Остывая, места записи становятся мутными. Если направить на капилляр считывающий луч, то он проявит места записи, ставшие непрозрачными. Чтобы стереть запись, нужно опять нагреть жидкий кристалл до однородной жидкости и медленно охладить до смектической мезофазы. Аналогично производится регистрация инфракрасных голограмм. [26]