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Formación espontánea de dominios quirales macroscópicos en una fase esmética fluida de moléculas achirales
1D. R. Link, G. Natale, R. Shao, J. E. Maclennan, N. A. Clark, Department of Physics, Condensed Matter Laboratory, University of Colorado, Boulder, CO 80309, USA. E. Korblova and D. M. Walba, Department of Chemistry and Biochemistry, Univ.
Science (New York, N.Y.)
|December 24, 1997
Resumen
Los investigadores descubrieron una nueva fase de cristal líquido con capas de fluido que exhiben dos inestabilidades, lo que lleva a estructuras quirales. Esta fase pasa de estados antiferroeléctricos a estados ferroeléctricos bajo campos eléctricos.
Área de la Ciencia:
- Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
- Física de la materia condensada Física de la materia condensada
- Física de los cristales líquidos Física de los cristales líquidos
Sus antecedentes:
- Los cristales líquidos sméticos son fases de la materia con estructuras en capas.
- Las moléculas aquirales suelen formar fases no quirales.
- Las moléculas de núcleo doblado pueden exhibir fases de cristales líquidos exóticos.
Objetivo del estudio:
- Para investigar el comportamiento de fase de los cristales líquidos esméticos compuestos de moléculas de núcleo doblado achiral.
- Para comprender la naturaleza de las inestabilidades que rompen la simetría en estas capas de fluidos.
- Para caracterizar las resultantes estructuras de la capa quiral y su respuesta a los campos eléctricos.
Principales métodos:
- Síntesis y caracterización de materiales de cristales líquidos.
- Técnicas de microscopía y difracción de rayos X para estudiar la estructura de fase.
- Espectroscopia dieléctrica y mediciones electro-ópticas para sondear la respuesta del campo eléctrico.
Principales resultados:
- Se identificó una nueva fase de cristal líquido smectic en moléculas de núcleo doblado achiral.
- Se observaron dos inestabilidades espontáneas que rompen la simetría: el orden polar y la inclinación molecular.
- Estas inestabilidades conducen a la formación de estructuras de capa quiral con mano controlable.
- Se encontraron dos estados de masa distintos: antiferroeléctrico-racémico y antiferroeléctrico-quiral.
- Ambos estados demostraron una transición inducida por el campo eléctrico de un comportamiento antiferroeléctrico a uno ferroeléctrico.
Conclusiones:
- Las moléculas de núcleo doblado de Achiral pueden formar fases complejas de cristales líquidos quirales.
- La interacción del orden polar y la inclinación molecular impulsa la formación de la quiralidad.
- Los estados antiferroeléctricos y ferroeléctricos observados ofrecen potencial para nuevas aplicaciones electro-ópticas.