Колончатые жидкие кристаллы: структура, свойства и применение.
Columnar phase
Колончатые жидкие кристаллы: структура, свойства и самосборка молекул. Новые циклические пептиды с поляризованной колончатой организацией под воздействием электричества.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Колонная фаза – это класс мезофаз, в которых молекулы собираются в цилиндрические структуры, выступающие в роли мезогенов. Изначально эти типы жидких кристаллов назывались дискотическими или боулическими жидкими кристаллами, поскольку колонные структуры состоят из плоских дискообразных или чашеобразных молекул, уложенных в одном измерении. Однако, поскольку недавние исследования выявили ряд колонных жидких кристаллов, состоящих из мезогенов недискообразной формы, сейчас чаще всего это состояние вещества и соединения с подобными свойствами классифицируют как колонные жидкие кристаллы. Такудзо Аида и его коллеги недавно сообщили об обнаружении циклических пептидов, которые самоорганизуются в полярные колонные структуры. Эти материалы можно ориентировать в одном направлении на больших площадях при помощи внешнего электрического поля.
The columnar phase is a class of mesophases in which molecules assemble into cylindrical structures to act as mesogens. Originally, these kinds of liquid crystals were called discotic liquid crystals or bowlic liquid crystals because the columnar structures are composed of flat shaped discotic or bowl shaped molecules stacked one dimensionally. Since recent findings provide a number of columnar liquid crystals consisting of non discoid mesogens, it is more common now to classify this state of matter and compounds with these properties as columnar liquid crystals. Takuzo Aida and co workers recently reported cyclic peptides that self assemble into polar columnar organizations. These materials can be unidirectionally aligned over large areas by application of an external electric field.
Классы
Колонные жидкие кристаллы группируются по структурной организации и способам упаковки колонн. Нематические колонные жидкие кристаллы не обладают дальним порядком и менее организованы, чем другие колонные жидкие кристаллы. Другие колонные фазы с дальним порядком классифицируются по типу их двумерных решеток: гексагональной, тетрагональной, прямоугольной и косоугольной. Дискотическая нематическая фаза включает нематические жидкие кристаллы, состоящие из плоских дискообразных молекул, не имеющих дальнего порядка. В этой фазе молекулы не формируют специфических колончатых структур, а лишь ориентированы своими малыми осями параллельно директору (единичный вектор, определяющий выравнивание и порядок жидкокристаллической структуры).
Columnar liquid crystals are grouped by their structural order and the ways of packing of the columns. Nematic columnar liquid crystals have no long range order and are less organized than other columnar liquid crystals. Other columnar phases with long range order are classified by their two dimensional lattices: hexagonal, tetragonal, rectangular, and oblique phases. The discotic nematic phase includes nematic liquid crystals composed of flat shaped discotic molecules without long range order. In this phase, molecules do not form specific columnar assemblies but only float with their short axes in parallel to the director (a unit vector which defines the liquid crystalline alignment and order).
Актуальные темы
Первый дискотический жидкий кристалл был обнаружен в 1977 году индийским исследователем Сиварамакришна Чандрасехаром. Эта молекула имеет одно центральное бензольное кольцо, окруженное шестью алкильными цепями. С тех пор было обнаружено большое количество дискоидных мезогенных соединений, в состав которых входят трифенилен, порфирин, фталоцианин, коронен и другие ароматические молекулы. Типичные столбчатые жидкокристаллические молекулы имеют ароматическое ядро, богатое π-электронами, соединенное гибкими алкильными цепями. Эта структура привлекает особое внимание в связи с потенциальными применениями в молекулярной электронике, где ароматические части обеспечивают транспорт электронов или дырок, а алкильные цепи выполняют роль изолирующих элементов. Преимущества жидкокристаллических проводников заключаются в их анизотропии, технологичности и способности к самовосстановлению структурных дефектов.
The first discotic liquid crystal was found in 1977 by the Indian researcher Sivaramakrishna Chandrasekhar. This molecule has one central benzene ring surrounded by six alkyl chains. Since then, a large number of discoid mesogenic compounds have been discovered in which triphenylene, porphyrin, phthalocyanine, coronene, and other aromatic molecules are involved. The typical columnar liquid crystalline molecules have a pi electron rich aromatic core attached by flexible alkyl chains. This structure is attracting particular attention for potential molecular electronics in which aromatic parts transport electrons or holes and alkyl chains act as insulating parts. The advantages of liquid crystalline conductors are their anisotropy, processibility, and self healing characteristics for structural defects.