Investigation of the temperature dependence of the pitch in micellar chiral nematic liquid crystal phases

ÖZET MİSELLİ KİRAL NEMATİK SIVI KRİSTAL FAZLARDA HELİKS ADIM UZUNLUĞUNUN SICAKLIĞA BAĞIMLILIĞININ İNCELENMESİ Karaman, Elif Berna Yüksek Lisans, Kimya Bölümü Tez Danışmanı: Prof. Dr. Mahmut ACIMIŞ July 2004, 83 sayfa Miselli nematik veya kiral nematik sıvı kristal durumu miseller içi ve miseller arası etkileşmelere dayandırılabilir. Açıklık olması bakımından, miseller içi etkileşmeler hidrofobik etki ve dış etki olarak ikiye ayrılmıştır. Hidrofobik etki misel içinde hidrokarbon veya florokarbon etkileşmelerini verirken, dış etki baş gruplar arasındaki itmeleri ve aynı grupların hidrasyonundan kaynaklanan etkileşimleri ifade eder. Miseller arası etkileşmeler uzayın her yönüne doğru yönelik olup elektrostatiktir. Dolayısıyla, miseller arası etkileşmeler üç boyuttaki etkileşimleri tanımlar. Nematik alanda kalmak koşuluyla, su derişimini ayarlayarak miseller içi ve miseller arası etkileşmeler azaltılıp çoğaltılabilir. Yüksek su derişimine sahip vınematik veya kiral nematik sıvı kristal fazlan, düşük nematik-izotrop faz geçiş sıcaklığına (TNI) sahiptir ve miseller arası etkileşmeler böyle fazlarda azdır. Düşük su derişimine sahip olan fazlar ise yüksek nematik-izotrop faz geçiş sıcaklığına (TNI) sahiptir ve bu fazlarda miseller arası etkileşmeler fazladır. Şimdi sorulması gereken soru, kiral nematik fazların heliks adım uzunluğu miseller içi ve miseller arası etkileşmelerin bir ölçüsü olabilir mi? sorusudur. Bu amaçla, pozitif baş gruba sahip DAC1 molekülüyle, DAC1/MA, DAC1/HHMA, DAC1/APFDE kiral nematik fazlan; negatif baş gruba sahip NaDDS molekülünden NaDDS/CEEC, NaDDS/ADDE, NaDDS/ADDE/MA, NaDDS/ADDE/HHMA kiral nematik fazları; baş grupları serin ve alanin olan SDE, SDDE ve ADDE kiral nematik fazlan ve son olarak da, florlanmış karbon zincirine sahip alanin ve serin esterlerinin kiral nematik fazları incelenmiştir. Düşük kiral nematik-izotrop faz geçiş sıcaklığına (TN.,) sahip DAC1, SDE, SDDE, ADDE moleküllerinin oluşturdukları kiral nematik fazlarının heliks adım uzunluklarının sıcaklıkla değişmediği, fakat yüksek TNtI' ne sahip olanlannda ise heliks adım uzunluğunun sıcaklıkla azaldığı gözlenmiştir. Sonuç olarak, bu fazlarda miseller arası etkileşimlerin baskın olduğu sonucuna varılmıştır. Bununla beraber, düşük ve yüksek kiral nematik-izotrop faz geçiş sıcaklıklannda, NaDDS fazlannın heliks adım uzunluklan sıcaklıkla uzamıştır. Bu sonuç, miseller içi etkileşmelerin azaldığı, dolayısıyla optikçe etkin konuk molekülün kiral gücünü misele aktarmasının zorlaştığı şeklinde yorumlanmıştır. Florlanmış karbon zincirine sahip serin ve alanin esterlerin fazlan çok kısa heliks adım uzunluklan göstermişlerdir. Buradan hidrofobik etkinin heliks adım uzunluğu üzerine önemli bir etkiye sahip olduğu anlaşılmıştır. Bu sistemlerde de heliks adım uzunluklannın sıcaklıkla azaldığı gözlenmiş ve bu durumun nedeni yine miseller arası etkileşimlere bağlanmıştır. Kısacası, verilerimiz, bir miselli viikiral nematik fazın heliks adım uzunluğunun, miseller içi veya miseller arası etkileşimlerin bir fonksiyonu olduğunu göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Misel içi ve miseller arası etkileşmeler, heliks adım uzunluğu, sıcaklığa bağımlılık, florokarbonlu kiral nematik ve kiral nematik fazlar. vm