Termotropik sıvı kristal sistemlerin dizaynı sentezi ve mesofaz geçişlerinin incelenmesi
Design, synthesis and investigation of mesomorphic properties of thermotropic liquid crystal systems
Yazar: ÇİĞDEM KAHVECİ
Danışman: PROF. DR. BELKIZ BİLGİN ERAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Organik Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Son yıllarda, teknolojide yaygın olarak kullanılan sıvı kristal materyallere olan ilgi artmakta, farklı yapıdaki yeni sıvı kristallerin dizaynı ve fiziksel özelliklerinin belirlenmesini kapsayan araştırmalara hızla yenileri eklenmektedir. Akışkan ve anisotropinin kombinasyonu olan sıvı kristal sistemler, bu özellikleri nedeniyle alışılmamış davranışlar sergilerler. Sıvı kristaller; termal, elektriksel ve manyetik alanlar gibi dış etkilere yüksek derecede duyarlı olmalarından dolayı, bu malzemeler çok sayıda farklı uygulamalar için yüksek bir potansiyele sahiptir. Bu yapıların en yaygın örnekleri olan mesogenik salisilaldimin bileşikleri, fiziksel incelemeler için ilginç materyallerdir ve genellikle termotropik mesofaz gösterirler.Sıvı kristal materyallerde, termotropik mesofazın ortaya çıkışı ve özelliklerini, organik molekülün geometrisi, kimyasal doğası ve kararlılığı belirler. Sıvı kristal göstergelerde yaygın olarak kullanılan kalamitik sıvı kristaller, genellikle düz çubuksu bir çekirdek ve buna bağlı iki hareketli zincirden meydana gelir. Sıvı kristallerin dizaynı ve sentezi, istenilen mesomorfik ve fiziksel özellikleri elde etmek için büyük çaba gerektirir, çünkü mesofazlar sadece özel moleküler yapılı maddelerde gözlenir. Bir maddenin uygulamalarda kullanılabilir olması için, spesifik bir sıcaklık aralığı boyunca istenen sıvı kristal fazı yaratmada uygun moleküler yapı ve fiziksel özelliklerin kombinasyonuna sahip olması gerekmektedir.Bu çalışmada, yeni kiral salisilaldimin serilerinin dizaynı, sentezi ve karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Kalamitik molekül geometrisine sahip sıvı kristallerde dallanmış zincirlerin mesomorfik özellikler üzerindeki etkisini incelemek amacıyla, terminal zincirler farklandırılmış ve moleküler yapı ve mesomorfik özellikler arasındaki ilişki incelenmiştir. Yeni bileşiklerin yapıları klasik spektroskopik yöntemler (UV-VIS, IR, 1H-NMR, 13C-NMR ve MS) ve elemental analiz (EA) kullanılarak karakterize edilmiştir. Dallanmış zincir içeren yeni salisilaldimin bileşiklerinin mesomorfik özellikleri, polarizasyon mikroskobu (PM) ve diferansiyel tarama kalorimetrisi (DSC) ile incelenmiştir.Anahtar Kelimeler: Sıvı kristaller, kalamitik mesogenler, mesomorfik özellikler, kiral salisilaldimin bileşikleri.

Abstract:
In recent years, interest to liquid crystal materials that are widely used in technology has been increasing and the new ones to researches which are including the design and investigation of physical properties of new liquid crystals in different structures have been being added significantly. The liquid crystal systems which are the combination of fluid and anisotropy exhibit unusual behaviours due to these properties. Since the liquid crystals are highly sensitive to outside effects such as thermal effect, electrical and magnetic fields, these materials have a high potential for many different applications. The mesogenic salicylaldimine compounds that are the typical examples of these structures are interesting materials for physical investigations and they generally exhibit thermotropic mesophase.The appearance and properties of thermotropic mesophase in the liquid crystal materials are determined by the geometry, chemical nature and stability of organic molecule. Calamitic liquid crystals that are widely used in liquid crystal displays are generally composed of a linear rod-like core and two flexible chains attached to the core. The design and synthesis of liquid crystals require great efforts in order to generate the desirable mesomorphic and physical properties because the mesophases are observed only in materials with a specific molecular structure. In order to efficiently use this material, it has to have a combination of a molecular structure that is suitable to create the required liquid crystal phase within a specific temperature range and other physical properties.In this study, the new chiral salicylaldimine series have been designed, synthesized and characterized. Terminal chains have been varied in order to investigate the effect of the branched chains on the mesomorphic properties in the rod-shaped liquid crystals and the relationship between the molecular structure and their mesomorphic properties has been examined. The structures of the new compounds were characterized using classical spectroscopic methods (UV-VIS, IR, 1H-NMR. 13C-NMR and MS) and elemental analysis (EA). The mesomorphic properties of the new salicylaldimine compounds containing branched chain were examined by a polarization microscope (PM) and differential scanning calorimetry (DSC).Key Words: Liquid crystals, calamitic mesogens, mesomorphic properties, chiral salicylaldimine compounds.