Un equipo de investigadores dirigido por el profesor asistente Yuki Arakawa (Universidad Tecnológica de Toyohashi, Japón) ha desarrollado con éxito moléculas de dímero de cristal líquido (LC) que contienen azufre) con enlaces éster dirigidos de manera opuesta, que presentan una fase de cristal líquido helicoidal, verbigracia. nemático de torsión-curva (N _T B) fase) en un amplio rango de temperatura, incluida la temperatura ambiente. Colaboración con un equipo en las instalaciones de investigación de fuentes de luz avanzadas (Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, EE. UU.) Reveló que la dirección del enlace éster en las estructuras moleculares impacta en gran medida las longitudes de paso de las nanoestructuras helicoidales en el N _T Fase B. Se espera que este diseño molecular se pueda utilizar para ajustar las propiedades físicas resultantes de los materiales de LC que contribuirían a las nuevas tecnologías de LC, como el láser LC, fotoalineación, y tecnologías de visualización.

Luego _T B es una fase LC fluídica recientemente identificada, que posee una nanoestructura helicoidal con un paso que varía de varios a decenas de nanómetros, convirtiéndose en un tema candente en la comunidad científica de LC. Recientemente, Se exploraron varios enfoques para aplicar la N _T Materiales B a láser LC sintonizable en longitud de onda y tecnologías de alineación fotográfica. En términos de practicidad, Los materiales de LC deben diseñarse formando fases de LC en un amplio rango de temperatura y a temperatura ambiente. Sin embargo, moléculas que exhiben el N _T Fase B en un amplio rango de temperatura, incluida la temperatura ambiente, siguen siendo excepcionalmente raros. Esto ha impedido evaluaciones profundas de varias propiedades y el desarrollo de nuevas aplicaciones.

El profesor asistente Yuki Arakawa y su equipo en la Universidad Tecnológica de Toyohashi se han interesado en desarrollar nuevos materiales LC que contienen azufre. especialmente para materiales de alta birrefringencia y LC nemáticos por torsión-curvatura, basado en enlaces tioéter (R-S-R) que contienen azufre, que es un componente de las aguas termales y uno de los pocos recursos excedentes en Japón. Los enlaces de azufre o tioéter tienen una alta polarización y se espera que sean restos funcionales útiles para mejorar las propiedades físicas. como el índice de refracción y la birrefringencia, en comparación con otros enlaces basados ​​en átomos convencionales, como metileno (carbono) y éter (oxígeno).

Previamente, El profesor asistente Yuki Arakawa y su equipo habían desarrollado con éxito moléculas dobladas a base de tioéter que exhiben el N _T Fase B. En este estudio, Intentamos diseñar nuevos dímeros LC mediante la introducción de enlaces éster dirigidos de manera opuesta (es decir, -C =OO- y -O =CO-) a las moléculas diméricas dobladas a base de tioéter y dilucidar la influencia de la dirección del enlace éster en el N _T Comportamientos de la fase B. El equipo logró desarrollar nuevas moléculas que exhiben N _T Fases B en un amplio rango de temperatura, incluida la temperatura ambiente.

Es más, el equipo observó un fenómeno, en el que los pasos helicoidales (6-9 nm) de las moléculas con éster O =CO fueron aproximadamente el doble (11-24 nm) de las de éster C =OO (Figura 1). Esto se debe a que los dímeros C =OO-éster tienen geometrías moleculares más dobladas que los dímeros O =CO-éster, resultando en una precesión molecular mejorada en la estructura helicoidal para el primero que para el segundo. Ajustando finamente el diseño molecular (es decir, la dirección del enlace éster) permite la manipulación de nanoestructuras helicoidales, que es particularmente importante para aplicaciones ópticas.

Según el profesor asistente Arakawa, "Las moléculas de LC que exhiben el N helicoidal _T Fase B en un amplio rango de temperatura, incluida la temperatura ambiente, siguen siendo raros. Ningún estudio ha revelado claramente la relación estructura-propiedad entre el diseño molecular y la estructura helicoidal resultante. es decir, cómo se pueden controlar las nanoestructuras helicoidales mediante diseño molecular. Creemos que nuestros estudios brindan información al respecto ".