Холестерическая сверхструктура

Рис. 5. Микрофотография холестерической фазы в скрещенных поляроидах 20%-ный (по массе) раствор ПБГ в диоксане. Регулярно чередующиеся линии характеризуют холестерическую фазу расстояние между линиями соответствует половине шага холестерической сверхструктуры (на фотографии расстояние между соседними линиями 15 мкм). Ось симметрии закрученной сверхструктуры X ориентирована перпендикулярно чередующимся линиям и непрерывно изменяет направление по всему макроскопическому образцу.

Холестерическая сверхструктура присуща также термотропным жидким кристаллам, образованным из нерацемической смеси хи-ральных (оптически активных) молекул. Интересно отметить, что закрученность компенсируется в жидких кристаллах, состоящих из равных количеств правого и левого изомера (в таких случаях образуется нематическая сверхструктура с параллельной упорядоченностью молекул). И наоборот, закрученная сверхструктура может образоваться в нематической фазе при добавлении небольших количеств хиральных молекул. Очевидно, что существует фундаментальная связь между хиральностью и холестерической за-крученностью молекул, т. е. углом фо, отличным от нуля. [c.191]

Рис. 7. Зависимость экспериментальных значений холестерического шага (О) жидких кристаллов ПБГ в смешанном растворителе (диоксан + + дихлорметан) от объемной доли V дихлорметана в растворитеЛе. Сплошная кривая рассчитана по уравнению (4) компенсация холестерической сверхструктуры реализуется при соотношении компонентов растворителя диоксан — дихлорметан

Здесь С — подгоночный коэффициент 1ц пропорциональны (ег—бт) (е/—гт), где ег/ — главные значения диэлектрической проницаемости, перпендикулярные продольным осям палочек, и Вт — диэлектрическая проницаемость среды. Было показано, что Р—)-оо (т. е. холестерическая сверхструктура компенсирована) для критического значения диэлектрической проницаемости среды [c.192]

Знак оптического вращения холестерической сверхструктуры указан на рисунке [25]. [c.193]

Данные, приведенные на рис. И, можно использовать для определения модуля упругого кручения К22 полипептидного жидкого кристалла. С физической точки зрения К22 характеризует силу, необходимую для деформации кручения в холестерической сверхструктуре либо за счет приложения внешних полей, либо путем обычного нагревания. Мейер [39] и Де Жен [40] показали, что Ка может быть найдена по Не с использованием уравнения [c.199]

Межмолекулярное расстояние О в твердом веществе значительно меньше, чем в жидком кристалле. Следовательно, соответственно меньше и величина шага (порядка 1 мкм). Мы наблюдали радужные отражения от некоторых твердых, пленок полипептида это-указывает на то, что Р по величине сравнимо с длиной волны видимого света. Поскольку обсуждаемая холестерическая сверхструктура зафиксирована в твердом состоянии, Р фактически нечувствительно к температуре, вследствие чего отсутствует изменение цвета отраженного света при изменении температуры,, характерное для термотропных холестерических веществ. [c.202]

Степень порядка микроструктуры лиотропных полипептидных жидких кристаллов может определяться с помощью дифракции рентгеновских лучей [26]. При этом сначала приготавливают макроскопически однородно ориентированный (нематический) жидкий кристалл, устраняя холестерическую сверхструктуру магнитным полем и используя анизотропию диамагнитной восприимчивости полипептидных молекул (см. разд. VI). Сходство между упорядоченными магнитным полем, одноосными полипептидными жидкими кристаллами и механически ориентированными полимерами позволяет интерпретировать данные по дифракции рентгеновских лучей с использованием общего подхода, обычно применяемого для описания ориентации полимерных кристаллитов в волокнах. Этот метод основан на анализе межмолекулярного рассеяния рентгеновских лучей [27]. [c.194]

В разд. IV мы отмечали, что в жидком кристалле холестерическая ось 2 направлена предпочтительно перпендикулярно большим поверхностям. В процессе испарения растворителя такими поверхностями являются стенки ячейки и граница раздела раствор — воздух. В результате в образующихся твердых пленках продольные оси молекул ПБГ распределяются только в плоскости пленки, тогда как Z перпендикулярна поверхности пленки. Это подтверждается значительной анизотропией набухания пленок ПБГ [33]. Хорошей иллюстрацией сделанного заключения представляется также картина среза замороженной пленки ПБГ [49]. На рис. 16, а представлена микрофотография, полученная с помощью растрового электронного микроскопа, на которой представлен срез пленки ПБГ, имеющий остаточную холестерическую сверхструктуру. Видны слои, лежащие в плоскости пленки z перпендикулярна слоям, т. е. вертикальна на снимке). [c.204]

ДОМ дифракции рентгеновских лучей с использованием жидкокристаллического ПБГ [16]. Шаг Р оказался равным двойному расстоянию между параллельными линиями на рис. 5 и примерно равен 10 мкм. МежмолекулярноерасстояниеО обратно пропорционально концентрации полимера и обычно составляет примерно 10 А, Следовательно, из уравнения (3) можно получить угол закручивания в расчете на одну молекулу, который составляет 0,0Г и является причиной холестерической сверхструктуры. Величина Р зависит от температуры (Р Т) [24]. Для холестериче- [c.190]

Рис. 6. Схема взаимной ориентации спиральных молекул полипептида, приводящая к холестерической сверхструктуре. Параллельными линиями обозначены палочкооб- Холестерическая разные молекулы полимера.

На рис. 7 сравниваются экспериментально найденные величины шага Р с вычисленными по уравнению (4) для жидкокристаллического ПБГ в смешанном растворителе. Очевидно, что вычисленные Самульски [25] параметры холестерической сверхструктуры находятся, в хорошем согласии с экспериментом. Вычисления дают возможность понять также причину аномальной компенса- [c.192]

Рис. 11. Зависимость приведенного шага холестерической спирали Р/Ро от нри-веденной напряженности магнитного поля ЩНс для 20%-ного раствора ПБГ в диоксане. Шаг холестерической сверхструктуры увеличивается при возрастании напряженности поля и изменяется логарифмически при приближении к критиче- ской величине поля Яс=5 килоэрстед [24].

Справочник химика 21

Химия и химическая технология