Heteroatom içeren yeni sıvı kristal sistemler: sentez, yapısal ve mesomorfik karakterizasyon

Abstract

Maddenin kristal halinin düzen parametresi ile sıvı halinin akışkanlık özelliğini bünyesinde barındıran sıvı kristaller, sahip oldukları bu eşsiz yetenekleri sayesinde ileri organik materyaller sınıfında yer almaktadır. Kendiliğinden düzenlenebilen yapılar oluşturabilen sıvı kristaller; günümüzde düz ekran gösterge cihazları, fotoiletkenler, yarıiletken materyaller ve optik sensörler gibi birçok teknolojik uygulamada yoğun olarak kullanılmaktadır. Yapı-mesogenite ilişkisi, sıvı kristallerin dünyasını anlamada büyük rol oynamaktadır. Yapısal segmentlerde meydana gelen küçük değişimler, mesomorfik özellikler üzerinde çarpıcı etkiler meydana getirebilmektedir. Heteroatom içeren sıvı kristallerde, moleküllerin farklı pozisyonlarında yer alan elektronegatif atomların varlığı, molekülün polarlığını, polarizlenebilmesini ve geometrik şeklini belirgin bir şekilde değiştirebilir ve bunun sonucu olarak da mesogenlerin mesofaz türü, faz geçiş sıcaklıkları ve dielektrik özellikleri etkilenebilir. Örneğin, kiral uç zincirlere sahip Schiff bazı esaslı kalamitik moleküllerde, teknolojik olarak büyük öneme sahip kiral nematik faz ve frustrated mesofazlardan olan blue fazlar ortaya çıkarken, piridin esaslı sistemlerde moleküllerarası hidrojen bağı sayesinde supramoleküler kompleks yapılar elde etmek mümkündür. Florlanmış zincirlere sahip sıvı kristal sistemlerde ise moleküllerin mesofazlarında florofobik etkiden kaynaklı mikrosegregasyon ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmada, ester bağlantı grubunun yönünün, uç zincirlerin türünün ve uzunluğunun (düz alkiloksi, rasemik, kiral ve florokarbon zincirleri) ve heteroatom olarak azot atomunun varlığının mesomorfik özellikler üzerine olan etkilerini incelemek amacıyla yeni kalamitik ve muz şekilli moleküllerin tasarımı, sentezi ve karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Elde edilen bileşiklerin yapıları spektroskopik yöntemler (1H-NMR, 13C-NMR ve MS) kullanılarak aydınlatılmıştır. Mesomorfik özellikler ise Polarizasyon Mikroskobu (PM), Diferansiyel Tarama Kalorimetresi (DSC) ve elektro-optik yöntemler kullanılarak belirlenmiştir.