Kolesterol esaslı sıvı kristal mezojen sentezi ve karakterizasyonu
Cholesterol based liquid crystal mesogen synthesis and characterization
- Tez No: 676649
- Danışmanlar: PROF. DR. YEŞİM GÜRSEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 55
Özet
Saf organik maddeler ısıtıldıklarında yalnızca katı fazdan sıvı faza geçiş yapmaz, bazen ara faz gösterebilirler. Bu eşsiz ara faz hali sıvı kristaller olarak adlandırılır. Sıvı kristaller, çeşitli özellikleriyle hem katı kristallere hem de sıvılara benzerler. Katı fazın düzenine ve yönelimine yakın olup, çift kırınım özelliğine sahiplerdir. Ayrıca sıvılar gibi akışkan ve amorf yapıdalardır. Hem hareketli hem akışkan olarak belirtilen bu ara faz mezofaz olarak isimlendirilir. Mezofaz davranışı gösteren maddelere ise mezojen adı verilir. Mezofazların bazı ortak özellikleri olarak çubuk şekilli yapıda bulunmaları, güçlü dipol olmaları, kolay polarizasyon olmaları ve direktör adı verilen ortak bir eksen boyunca yönelme davranışları örnek verilebilir. Mezofazı oluşturma şekillerine göre sıvı kristaller ikiye ayrılır; liyotropik sıvı kristaller ve termotropik sıvı kristaller. Katı fazdan sıvı faza geçiş çözücü etkisi ile gerçekleşiyorsa liyotropik sıvı kristal; sıcaklığın etkisi ile meydana geliyorsa termotropik sıvı kristaller adı verilir. Termotropik sıvı kristaller ise molekül geometrilerine göre, çubuksu yapıdaki kalamitik sıvı kristaller, disk yapıdaki diskotik sıvı kristaller ve muz şekilli sıvı kristaller olarak ayrılır. Sıvı kristallerin gösterdiği fazlar ise, ipliksi, akışkan ve düzensiz yapıdaki nematik faz; sabunsu, tabakalı ve düzenli yapıdaki smektik faz ve kiral özellik gösteren kolesterik faz olarak adlandırılır. Kolesterik fazın bir diğer adı kiral nematik fazdır. Bunun sebebi, molekülün asimetrik yapıda oluşu, merkezinin asimetrikliği ve optikçe aktif olmasından kaynaklanmaktadır. Kiral sıvı kristal moleküller, mezomorfik ve elektro-optik özelliklerinden dolayı oldukça geniş bir uygulama alanına sahiptir. Bu fazda madde, her biri nematik benzeri ipliksi ve ince yapılara sahip tabakalardan meydana gelmiştir ve bu tabakalar birbirleri üzerine küçük bir açı farkıyla dönüp istiflenerek yerleşmiştir. Kiral sıvı kristal polimerler ise çoğunlukla kiral karbon içeren bir grubun moleküler yapıya girişi sayesinde ortaya çıkar. Özellikle kiral grup içeren sıvı kristal polimerler göstermiş oldukları termal, elektriksel ve optiksel özellikler nedeniyle son yıllarda çok tercih edilmektedir. Sıvı kristal polimerler, sıvı kristallerin ve polimerlerin her ikisinin özelliklerinin birleştiği yapılardır. Bu sebeple günümüzde son derece önem kazanmıştır. Teknolojinin gelişmesi ile birlikte günümüzde özellikle LCD ekranlarda, sensörlerde, dijital göstergelerde ve daha birçok alanda kullanılan sıvı kristaller, çoğu bilimsel araştırmanın konusu olmuştur. Bu çalışmada, farklı uzunlukta (n=3, 6, 8, 11) halojenür sonlu zincir içeren kolesterol esaslı bir seri mezomorfik bileşik sentezlenmiş ve karakterize edilmiştir. Ayrıca, esnek metilen zincir uzunluğunun mezomorfik davranışa etkisi incelenmiştir. 11CF hariç tüm bileşikler kolesterik mezofazı göstermiştir. Deneysel sonuçlar, zincir uzunluğundaki artışın mezofaz aralığını azattığı ve mezofazın termal kararlılığını düşürdüğünü göstermiştir. Elde edilen sıvı kristallerin yapıları klasik spektroskopik yöntemlerden FT-IR ve 1H-NMR kullanılarak aydınlatılmıştır. Bu bileşiklerin mezomorfik özellikleri polarize optik mikroskop (POM) yardımı ile belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
When pure organic substances are heated, they do not only transition from the solid phase to the liquid phase, but sometimes they can show an intermediate phase. This unique interphase state is called liquid crystals. Liquid crystals resemble both solid crystals and liquids with their various properties. They are close to the order and orientation of the solid phase and have birefringence properties. They are also fluid and amorphous like liquids. This intermediate phase, which is defined as both mobile and fluid, is called the mesophase. Substances that show mesophase behavior are called mesogen. Some of the common features of mesophases are their rod-shaped structure, strong dipoles, easy polarization, and orientation behavior along a common axis called a director. Liquid crystals are divided into two according to the way they form the mesophase; lyotropic liquid crystals and thermotropic liquid crystals. Lyotropic liquid crystal, if the transition from solid phase to liquid phase occurs with the effect of solvent; if they occur with the effect of temperature, they are called thermotropic liquid crystals. Thermotropic liquid crystals are divided into rod-like calamitic liquid crystals, discotheque liquid crystals in disc form, and banana-shaped liquid crystals, according to their molecular geometry. The phases shown by liquid crystals are the thread-like, fluid and irregular nematic phase; The soapy, layered and regular phase is called the smectic phase and the chiral cholesteric phase. Another name for the cholesteric phase is the chiral nematic phase. The reason for this is that the molecule has an asymmetrical structure, the asymmetry of its center and its optically active structure. Chiral liquid crystal molecules have a wide application area due to their mesomorphic and electro-optical properties. In this phase, the matter consists of layers, each of which has thread-like and thin structures similar to nematic, and these layers have settled by rotating and stacking with a small difference of angle on each other. Chiral liquid crystal polymers, on the other hand, occur mostly due to the entry of a group containing chiral carbon into the molecular structure. Especially liquid crystal polymers containing chiral groups have been preferred in recent years due to their thermal, electrical and optical properties. Liquid crystal polymers are structures that combine the properties of both liquid crystals and polymers. For this reason, it has become extremely important today. With the development of technology, liquid crystals, which are used in LCD screens, sensors, digital displays and many other fields, have been the subject of many scientific researches. In this study, a series of new mesomorphic compounds with cholesterol-based with different lengths (n=3, 6, 8, 11) of terminal halojen chains, are synthesized and characterized. Furthermore, the effect of the length of flexible methylene units to the mesomorphic behaviour was investigated. All compounds except 11CF, showed cholesteric mesophase. The experimental results demonstrated that with the increase in the terminal chain lengths, decreases the mesophase interval and decreases the thermal stability of the mesophases of these liquid crystals was decreased. The structures of the obtained liquid crystals were illuminated using FT-IR and 1H-NMR, which are classical spectroscopic methods. Mesomorphic properties of these compounds were determined with the help of polarization microscopy (POM).
Benzer Tezler
- Synthesis of new mesogens and investigation of their liquid crystalline properties
Yeni mezojenlerin sentezi ve sıvı kristal özelliklerinin incelenmesi
BURAK KORKMAZ
Doktora
İngilizce
2022
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHİRE FİLİZ ŞENKAL
PROF. DR. YEŞİM GÜRSEL
- Azobenzen esaslı sıvı kristallerin ve kiral nanokompozitlerinin sentezi, karakterizasyonu, mesomorfik özelliklerinin incelenmesi
Synthesis, characterization, investigation of mesomorphic properties of azobenzene based liquid crystals and their chiral nanocomposites
BARIŞ SEZGİN
Doktora
Türkçe
2023
KimyaSüleyman Demirel ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAHİR TİLKİ
PROF. DR. HALE OCAK
- High resolution dielectric anisotropy investigation of carbon nanotube - smectic A liquid crystal dispersion
Karbon nanotüp - smektik A sıvı kristal karışımlarının yüksek çözünürlüklü dielektrik ölçümlerinin incelenmesi
FUNDA GÜVEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVTAP YILDIZ ÖZBEK
- Sıvı kristal-polimer membranların biyolojik ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of biological and mechanical properties of liquid crystalpolymer membranes
MELİKE SEYLAN AKIŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyomühendislikManisa Celal Bayar ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMİNE KEMİKLİOĞLU
DR. ÖĞR. ÜYESİ UĞUR KEMİKLİOĞLU
- Toksik gazların tespiti için sıvı kristal esaslı sensör geliştirilmesi
Development of liquid crystal based sensors for the detection of toxic gases
BERFİN GÜRBOĞA
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mühendislik BilimleriManisa Celal Bayar ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMİNE KEMİKLİOĞLU