Role of kosmotrope-chaotrope interactions at micelle surfaces on the stabilization of lyotropic nematic phases

Misel yüzeylerindeki kozmotrop-kaotrop etkileşimlerin farklı nematik fazların kararlılığı üzerindeki rolünün incelenmesi için iyonik sürfaktanların liyotropik dörtlü karışımları üç seri olarak hazırlanmıştır. İyonik sürfaktanlar olarak, potasyum laurat (KL), sodyum dodesilsülfat (SDS) ve tetradesil amonyum bromür (TDTMABr) kullanılmıştır. Bu sürfaktantlardan, KL kozmotrop diğerleri ise kaotroptur. Birinci seri, KL/DeOH/su/alkali sülfat (lityum sülfat, Li2SO4, sodyum sülfat, Na2SO4, potasyum sülfat, K2SO4, rubidyum, Rb2SO4, ve sezyum sülfat, Cs2SO4) ve ikinci seri SDS/DeOH/su/alkali sülfat liyotropik karışımlarından elde edilmiştir. Diğer karışımlar sodyum tuzlarının kozmotropik (sodyum florür, NaF, sodyum asetat, NaOAc, sodyum klorür, NaCl) ve kaotropik (sodyum bromür, NaBr, sodyum nitrat, NaNO3, sodyum klorat, NaClO3, sodyum iyodür, NaI, sodyum tiyosiyanat, NaSCN, ve sodyum perklorat, NaClO4) anyonlarının TDTMABr/DeOH/su ana karışımının içinde ayrı ayrı çözünmesiyle hazırlanmıştır. Tek eksenli diskotik nematik (ND), çift eksenli nematik (NB) ve tek eksenli kalamitik (NC) nematik fazların karakteristik dokuları polarize ışık mikroskopu altında manyetik alan ve manyetik alan olmadığı durumlarda doğrulanmıştır. Nematik fazların çift kırınımlarının sıcaklığa bağımlılığından tek eksenli-çift eksenli faz geçişlerini belirlemek için lazer konoskopisi kullanılmıştır. Tüm deneysel sonuçlar, misel yüzeylerindeki etkileşimlerin farklı nematik fazların kararlılığı üzerinde anahtar bir rol oynadığını göstermiştir. Sürfaktant baş grupları ile elektrolitlerin iyonlarının arasındaki kozmotrop-kozmotrop ve kaotrop-kaotrop etkileşimleri diskotik nematik (ND) fazını kararlı hale getirirken, zıt iyonik türlerin (örneğin kozmotrop-kaotrop) NB ve/veya NC fazını kararlı hale getirmiştir. Ayrıca, her iki miselli sistemin (izotrop miselli çözeltiler ve liyotropik sıvı kristaller) birbirleriyle yakın ilişki içinde olması nedeniyle, kritik misel konsantrasyonu (cmc), karşı-iyon misele bağlanma derecesi (), miselleşme Gibbs enerjisi (ΔGmic) ve sürfaktant baş grubu başına düşen minimum alan (Amin) gibi izotrop miselli çözeltilerden elde edilen bazı parametreler sabit tuz veya elektrolit konsantrasyonu ve sıcaklıkta belirlenmiştir. Bu parametreler liyotropik nematik fazlarda misel yüzeyindeki etkileşimlerin anlaşılması üzerine yararlı bilgiler vermiştir.