Cтраница 3
Наличие ориентационного порядка означает, что имеется определенное направление преимущественной ориентации молекул. По типу ориентации различается три вида мезоморфного состояния: иемэтическое, холестерическсе и смектическое. Холестерическая фаза аналогична тематической, но в ней направление преимущественной ориентации закручено по спирали. Смекти-ческие жидкие кристаллы обладают кроме ориентационной упорядоченности и одномерной трансляционной упорядоченностью. [31]
Холестерическая фаза часто рассматривается как модификация нематической фазы, так как предполагается, что их молекулярные структуры сходны. В холестериче-ской фазе существует только ориентационный порядок, а координационный порядок отсутствует. В отличие от нематической в холестерической фазе направление продольных осей молекул внутри образца непрерывно меняется. Это ведет к закручиванию вокруг осей, перпендикулярных продольным осям молекул. Если шаг спиральной структуры близок к длине волны видимого света то может наблюдаться избирательное отражение монохроматического света, что приводит к возникновению радужных окрасок, часто наблюдаемых в холестерических фазах. [32]
Холестерическая фаза часто рассматривается как модификация нематической фазы, так как предполагается, что их молекулярные структуры сходны. В холестериче-ской фазе существует только ориентационный порядок, а координационный порядок отсутствует. В отличие от нематической в холестерической фазе направление продольных осей молекул внутри образца непрерывно меняется. Это ведет к закручиванию вокруг осей, перпендикулярных продольным осям молекул. Если шаг спиральной структуры близок к длине волны видимого света, то может наблюдаться избирательное отражение монохроматического света, что приводит к возникновению радужных окрасок, часто наблюдаемых в холестерических фазах. [33]
Прежде всего следует отметить работу Ди Марцио [5], которая касалась уточнения расчета комбинатори-ального члена энтропии в уравнении свободной энергии смещения при условии известного распределения по форме ( конформации) молекул и известного распределения по ориентации для каждой формы. При этом подразумевалось, что эти распределения могут быть непрерывными или дискретными. Опуская детали и не рассматривая конечные уравнения, полученные в результате этих расчетов, отметим, что эти расчеты привели Ди Марцио к выводу о возможности существования не только ранее предсказанной нематической жидкокристаллической фазы, но и фазы, которую можно идентифицировать с холестерической фазой. [34]
Классы отображений петель образуют группу, называемую фундаментальной группой отображений. Для нематического упорядочения, например, эта группа является двухэлементной абелевбй группой. Как мы увидим ниже, холестерическая фаза, а также двуосныенематикиописываются неабелевыми фундаментальными группами. [35]
При охлаждении изотропного расплава холестерические жидкие кристаллы образуют конфокальную текстуру ( рис. 30); следовательно, можно заключить, что они обладают слоистостью. Прежде всего не известно ни одного вещества, которое могло бы ( в соответствующем температурном интервале) образовывать и холестерическую и немати-ческую фазы. В то же время известно много веществ, которые при температуре, превышающей соответствующий интервал, находятся в холестерической фазе, а при более низкой переходят в типично смектическую. Такой переход сопровождается выделением скрытой теплоты. [36]
Холестерическая фаза часто рассматривается как модификация нематической фазы, так как предполагается, что их молекулярные структуры сходны. В холестериче-ской фазе существует только ориентационный порядок, а координационный порядок отсутствует. В отличие от нематической в холестерической фазе направление продольных осей молекул внутри образца непрерывно меняется. Это ведет к закручиванию вокруг осей, перпендикулярных продольным осям молекул. Если шаг спиральной структуры близок к длине волны видимого света то может наблюдаться избирательное отражение монохроматического света, что приводит к возникновению радужных окрасок, часто наблюдаемых в холестерических фазах. [37]
Холестерическая фаза часто рассматривается как модификация нематической фазы, так как предполагается, что их молекулярные структуры сходны. В холестериче-ской фазе существует только ориентационный порядок, а координационный порядок отсутствует. В отличие от нематической в холестерической фазе направление продольных осей молекул внутри образца непрерывно меняется. Это ведет к закручиванию вокруг осей, перпендикулярных продольным осям молекул. Если шаг спиральной структуры близок к длине волны видимого света, то может наблюдаться избирательное отражение монохроматического света, что приводит к возникновению радужных окрасок, часто наблюдаемых в холестерических фазах. [38]
Ниже точки просветления можно сразу наблюдать текстуру, в которой ось спирали параллельна плоскости холестерической пленки. При этом можно непосредственно определить шаг спирали, если он достаточно велик. В более толстых образцах обычно получается фокально-коническая текстура, для которой характерно наличие тонких темных линий. Последние образуют эллипсы и гиперболы или их части. Такая специфическая картина обусловлена наличием ламеллярной структуры, которая может быть деформирована так, что расстояние между плоскостями слоев сохраняется постоянным. В случае холестерической фазы ламеллярная структура обусловливается спиральной структурой; таким образом, она представляет собой надмолекулярную структуру. [39]
Ниже точки просветления можно сразу наблюдать текстуру, в которой ось спирали параллельна плоскости холестерической пленки. При этом можно непосредственно определить шаг спирали, если он достаточно велик. В более толстых образцах обычно получается фокально-коническая текстура, для которой характерно наличие тонких темных линий. Последние образуют эллипсы и гиперболы или их части. Такая специфическая картина обусловлена наличием ламеллярной структуры, которая может быть деформирована так, что расстояние между плоскостями слоев сохраняется постоянным. В случае холестерической фазы ламеллярная структура обусловливается спиральной структурой; таким образом, он а представляет собой надмолекулярную структуру. [40]
Качественно жидкокристаллические растворы палочкообразных ароматических полиамидов могут быть визуально обнаружены по помутнению в неподвижном состоянии и по опалесценции под действием слабого сдвига, например при перемешивании раствора стеклянной палочкой. Жидкокристаллические растворы деполяризуют плоскополяризованный свет, причем в поляризационном микроскопе обнаруживают двоякопреломляющие домены. Как было показано в работе Панара и Бесте [32], в толстых образцах чистого нематического раствора ППБА низкого молекулярного веса происходит релаксация к прозрачному состоянию, в котором имеются неупорядоченные нематические ( нитевидные) линии, проходящие через образец. Когда такой образец помещается в магнитное поле в несколько тысяч гаусс, линии вытягиваются в направлении поля и медленно исчезают. Таким образом, первоначальный деполяризующий раствор начинает обнаруживать свойства одноосного двоякопреломляющего кристалла. Панар и Бесте [32] провели очень интересное наблюдение за тем, как анизотропный раствор низкомолекулярного ППБА ( 20 % полимера в ДМАА с добавкой LiCl) может быть переведен в холестерическую фазу путем добавления в раствор оптически активного вещества, например () 1-метилциклогексанона, которое присоединяется к группам основной цепи в достаточной степени, придавая преимущественную хиральность всей молекуле. При этом образуются параллельные линии, типичные для растворов поли-у-бензилглута-мата. [41]
Качественно жидкокристаллические растворы палочкообразных ароматических полиамидов могут быть визуально обнаружены по помутнению в неподвижном состоянии и по опалесценции под действием слабого сдвига, например при перемешивании раствора стеклянной палочкой. Жидкокристаллические растворы деполяризуют плоскополяризованный свет, причем в поляризационном микроскопе обнаруживают двоякопреломляющие домены. Как было показано в работе Панара и Бесте [32], в толстых образцах чистого нематического раствора ППБА низкого молекулярного веса происходит релаксация к прозрачному состоянию, в котором имеются неупорядоченные нематические ( нитевидные) линии, проходящие через образец. Когда такой образец помещается в магнитное поле в несколько тысяч гаусс, линии вытягиваются в направлении поля и медленно исчезают. Таким образом, первоначальный деполяризующий раствор начинает обнаруживать свойства одноосного двоякопреломляющего кристалла. Панар и Бесте [32] провели очень интересное наблюдение за тем, как анизотропный раствор низкомолекулярного ППБА ( 20 % полимера в ДМАА с добавкой LiCl) может быть переведен в холестерическую фазу путем добавления в раствор оптически активного вещества, например () 1-метющиклогексанона, которое присоединяется к группам основной цепи в достаточной степени, придавая преимущественную хиральность всей молекуле. При этом образуются параллельные линии, типичные для растворов поли - - бензилглута-мата. [42]