Bifenil çekirdek gruplu kalamitik sıvı kristallerin özelliklerinin MM ve QM yöntemleriyle incelenmesi

Abstract

Yeni sıvı kristal bileşiklerin sentezi ve mesogen moleküllerin özelliklerinin belirlenmesi, display LCD cihazlarında yaygın kullanılmalarından dolayı son yıllarda büyük önem kazanmıştır. Bu maddelerin en ilginç özellikleri küçük boyutta oluşları ve çok güce gereksinim duymamalarıdır. Sıvı kristal materyallerin makroskopik özellikleri kimyasal yapılarına bağlı olduklarından, belirli özellikler gösteren yeni maddelerin tasarımı için kuantum mekaniksel hesaplamalara gereksinim duyulmaktadır. Bu çalışmada 4-n-pentil-4'-siyanobifenilin özelliklerini geliştirebilmek amacıyla aromatik çekirdeğe bir ve iki halojen atomu, F, Cl ve Br takılmıştır. 5CSB'nin 29 adet mono ve disübstitüe türevinin en dayanıklı konformeri Moleküler Mekanik MMFF yöntemi ile belirlenmiştir. En dayanıklı konformerlerin geometri optimizasyonları Yoğunluk Fonksiyonel Yöntemi (DFT) ile B3LYP ve 6-31 G* temel seti kullanılarak gerçekleştirilmiştir. İncelenen tüm moleküllerin optimum geometrik parametreleri termodinamik ve elektronik özellikleri hesaplanmıştır. Sonuçlar düzlemsel halojen sübstitüentlerinin geometrik parametreler üzerinde etkisinin olmadığının, fakat incelen tüm moleküllerin termodinamik dayanıklılığını arttırdığını göstermiştir. Ayrıca düzlemsel halojen atomları moleküldeki yük dağılımını modifiye ederek, dipol momentte bir artışa neden olmuştur. Böylece eklenen halojen atomunun elektron egativitesine ve büyüklüğüne bağlı olarak, incelen mesogen moleküllerinin nematikfaz dayanıklılığının artacağı sonucuna varılmıştır.