Введение

Биаксиальный нематик – это пространственно однородный жидкий кристалл с тремя различными оптическими осями. Это противопоставляется простому нематику, который имеет одну предпочтительную ось, вокруг которой система обладает вращательной симметрией. Группа симметрии биаксиального нематика соответствует группе симметрии прямоугольного параллелепипеда, имеющего 3 взаимно перпендикулярные оси и три взаимно перпендикулярные зеркальные плоскости. В системе координат, совмещенной с оптическими осями, тензор параметра порядка второго ранга биаксиального нематика имеет вид, где – стандартный скалярный параметр порядка нематика, а – мера биаксиальности. Первое сообщение о термотропном биаксиальном нематике появилось в 2004 году и основывалось на мезогене с изогнутым ядром в форме бумеранга, содержащем оксадиазол. Биаксиальная нематическая фаза для этого конкретного соединения возникает только при температуре около 200 °C и предшествует еще не идентифицированным смектическим фазам. Также было обнаружено, что этот материал может разделяться на хиральные домены с противоположной направленностью. Для этого молекулы в форме бумеранга формируют спиральную надстройку. В одном азо-гибком мезогене обнаружен термический переход от одноосного Nu к двуосному нематическому Nb мезофазе, что соответствует теоретическим предсказаниям и результатам моделирования. Этот переход наблюдается при нагревании из фазы Nu с помощью поляризационной оптической микроскопии как изменение шлиеренской текстуры и увеличение светопропускания, а также с помощью рентгеновской дифракции как расщепление нематического отражения. Переход является переходом второго рода с низкой энергией и поэтому не регистрируется в дифференциальной сканирующей калориметрии. Параметр позиционного порядка для одноосной нематической фазы составляет 0,75–1,5 длины мезогена, а для биаксиальной нематической фазы – 2–3,3 длины мезогена. Другой подход к созданию биаксиальных нематиков – использование смесей классических стержнеобразных мезогенов и дискообразных дисксотических мезогенов. Ожидается, что биаксиальная нематическая фаза будет располагаться ниже минимума на фазовой диаграмме стержень-диск. В одном исследовании была обнаружена смешивающаяся система стержней и дисков, однако биаксиальная нематическая фаза остается неуловимой.