Mezojen - Mesogen
Bir mezogen görüntüler olduğu bir bileşiktir sıvı kristal özellikleri. Mezojenler düzensiz katılar veya düzenli sıvılar olarak tanımlanabilir çünkü sıvı kristal hal olarak adlandırılan hem katı hem de sıvı benzeri özellikler sergileyen benzersiz bir madde durumundan kaynaklanırlar. Bu sıvı kristal hal (LC), mezofaz olarak adlandırılır ve kristalin katı (Cr) hali ile izotropik sıvı (Iso) hali arasında farklı sıcaklık aralıklarında meydana gelir.
Sıvı kristal özellikleri, mezojenik bileşiklerin, yapısının düzenini ve hareketliliğini karakterize etmeye yardımcı olan sert ve esnek parçalardan oluşması nedeniyle ortaya çıkar. Sert bileşenler, mezojen kısımları bir yönde hizalar ve tipik olarak çubuk veya disk şeklinde bulunan farklı şekillere sahiptir. Esnek segmentler, mezojenlere hareketlilik sağlar çünkü bunlar genellikle kristalleşmeyi bir dereceye kadar engelleyen alkil zincirlerinden oluşur. Sert ve esnek zincirlerin kombinasyonu, sıvı kristal kısımlar arasında yapısal hizalamayı ve akışkanlığı indükler.
Bunu yaparken, mezojenler içindeki değişen derecelerde düzen ve hareketlilik, farklı tipte sıvı kristal fazları ile sonuçlanır, Şekil 1. Nematik faz (N), en az düzenli ve en akışkan sıvı kristal hal veya mezofazdır. mezojen kısımlar. Nematik faz, uzun menzilli oryantasyon düzenine ve kısa menzilli konumsal mezojenlere yol açar. Smektik (Sm) ve sütun (Col) fazlar, uzun, sırasıyla, çubuk şeklinde ve disk şeklindeki sert çekirdeklerin yönelim düzeni aralığı daha düzenli ve nematik faz daha az sıvı ve olduğunu ispatlar.
Örnekler
Şekil 1 - Iso'nun izotropik sıvı hal olduğu mezojenlerin sıvı kristal fazlarında çubuk benzeri ve disk benzeri sert çekirdeklerin organizasyonu; N, sıvı kristal halin nematik fazıdır; SmA, smektik A fazıdır; SmC, smektik C fazıdır; ve CoI sütunlu fazdır.
Termotropik mezogenler sıcaklık ile oluşturulan ve bunlar arasında, iki klasik tipleri vardır sıvı kristalleri diskotik mezogenleri ve calamitic mezogenleri .
Diskotik mezojenler , disk şeklinde sert bir çekirdek içerir ve sütunlarda organize olma eğilimindedir, uzun menzilli konumsal düzende sütunlu sıvı kristal fazları (CoI) oluşturur, Şekil 2.
Şekil 2 - CoIhex, CoIsqu, CoIrec ve CoIob'un sırasıyla altıgen, kare, dikdörtgen ve eğik kafes türleri olduğu, sütunlu mezofazlı mezojenlerin iki boyutlu kafesleri
Diskotik mezojen tipi sert bir çekirdek örneği , altıgen sütunlu sıvı kristal fazın 66 ° C (kristalin katı faz) ve 122 ° C (izotropik sıvı faz) sıcaklık aralığı arasında bulunduğu trifenilen bazlı bir disk molekülüdür, Şekil 3.
Şekil 3 - Trifenilen bazlı disk şekilli sert çekirdek örneği (Sıcaklık ° C cinsinden)
Kalamitik mezojenler , çubuk şeklinde sert bir çekirdek içerir ve uzun menzilli konumsal düzende lamellar veya smektik sıvı kristal fazlar (Sm) oluşturan farklı katmanlar halinde organize olma eğilimindedir . Düşük dereceli smektik fazlar, Şekil 4, smektik A (SmA) ve smektik C (SmC) fazlarını içerirken, daha yüksek sıralı smektik fazlar smektik B, I, F, G ve H (SmB / I / F / G / H) fazlarını içerir. .
Şekil 4 - Smektik A fazı ve smektik C fazı (eğimli) dahil olmak üzere düşük dereceli kalamitik mezojenlerin katmanlı (katman) organizasyonu
Kalamitik mezojen tipi sert bir çekirdek örneği, benzil siyanür bazlı bir çubuk molekülüdür; burada smektik A sıvı kristal fazı, 60 ° C (kristalin katı faz) ve 62 ° C (izotropik sıvı faz) sıcaklık aralığı arasında bulunur, Şekil 5.
Şekil 5 - Benzil siyanür bazlı çubuk şeklindeki sert çekirdek örneği (Sıcaklık ° C cinsinden)
Bükülmüş çubuk mezojenler , doğrusal olmayan çubuk şeklinde veya bükülmüş çubuk şeklinde sert bir çekirdek içeren ve "muz fazları" oluşturmak üzere organize olan özel kalamitik mezojenlerdir. Bu fazların rijit birimleri, tipik olarak bükülmüş çubuğun tepesi bir yönü gösterecek şekilde en yüksek yoğunluk ve kutup düzeni elde edilecek şekilde paketlenir . Bir bükülmüş çubuk katmanı, bitişik katmanlarıyla aynı kutup yönünü gösterdiğinde, katmanlı organizasyon smektik PF (SmPF) fazı olarak bilinir, burada F alt simgesi ferroelektrik anahtarlamayı gösterir , Şekil 6. Smektik PA (SmPA) terimdir. A'nın antiferroelektrik anahtarlama anlamına geldiği, komşu katmanları olarak zıt kutup yönünü gösteren bir bükülmüş çubuk katmanına verilir , Şekil 6.
Şekil 6 - Smektik PF ve smektik PA fazları dahil olmak üzere bükülmüş çubuklu kalamitik mezojenlerin katmanlı (katman) organizasyonu
Bükülmüş çubuk sıvı kristal fazlarının diğer varyasyonları şunları içerir: katmanlı organizasyonun kendine özgü eğim ve ortogonal modlarına sahip olan antiferroelektrik / ferroelektrik smektik C (SmCPA / SmCPF) fazları ve antiferroelektrik / ferroelektrik smektik A (SmAPA / SmAPF) fazları.
Aşağıdaki şekil, 145 ° C (kristalin katı faz) arasında antiferroelektrik smektik C (Sm CPA) sıvı kristal fazının bulunduğu bükülmüş bir çubuk (kalamitik) mezojene neden olan doğrusal olmayan çubuk şekilli sert bir çekirdek örneğini göstermektedir. ve 162 ° C (izotropik sıvı faz) sıcaklık aralığı, Şekil 7.
Şekil 7 - Cr 145 Sm CPA * 162 Iso (° C cinsinden sıcaklık) olan bükülmüş çubuk mezojenin doğrusal olmayan çubuk şeklindeki sert çekirdeği örneği
