Kiral kalamitik molekül geometrili mesogenik materyallerin sentezi ve karakterizasyonu
The synthesis and characterization of mesogenic materials with chiral calamitic molecular geometry
Yazar: SELVİ KARAVELİOĞLU
Danışman: PROF. DR. BELKIZ BİLGİN ERAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Organik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Sıvı kristal materyaller, katı faz ile sıvı faz arasında gözlenen ve her iki fazın da özelliklerini bünyesinde barındıran, katı fazdan sıvı faza geçişte moleküler düzenin korunduğu özel bir ara faza sahiptirler. Sıvı kristal fazları, hem sıvıların tüm özelliklerini ve hem de kırılma indisi, dielektrik sabiti gibi ölçme yönüne bağlı olan fiziksel özellikleri sayesinde katılar gibi anisotropik özellik sergilerler.  
Termotropik sıvı kristal sınıfının büyük çoğunluğunu oluşturan kalamitik sıvı kristaller, anisotropiyi sağlayan sert bir çekirdek ve akışkanlığı sağlayan esnek alifatik yan zincirlerden oluşan çubuksu molekül geometrili mesogenlerdir. Çubuksu molekül geometrisine sahip sıvı kristallere kiral bir ünite eklenmesiyle kiral mesofazlar ortaya çıkar. Kiral sıvı kristaller, teknolojik uygulamalar için uygun elektriksel ve optiksel özellikler nedeniyle,  oldukça ilgi çekici bir konu haline gelmiştir.
Yapısal çeşitliliğin mesofaz davranışı üzerindeki etkisinin incelenmesinin amaçlandığı bu çalışmada; çubuksu molekül geometrisine sahip farklı uzunluklarda kiral ve alkoksi zincirler içeren, üç aromatik halkalı ve dört aromatik halkalı olmak üzere iki seri sıvı kristal bileşik sentezlenmiş ve karakterizasyonu gerçekleştrilmiştir. Yeni kiral kalamitik mesogenlerin yapıları spektroskopik yöntemlerle (1H-NMR ve 13C-NMR) aydınlatılmıştır. Mesomorfik özellikleri polarizasyon mikroskobu (PM) ve diferansiyel tarama kalorimetrisi (DSC) kullanılarak incelenmiştir. DSC ve PM sonuçları, sentezlenen bileşiklerin enansiyotropik sıvı kristal olup, geniş sıcaklık aralığında kiral mesofazlar sergilediğini göstermektedir. Uç zincir türü ve uzunluğunun, mesofaz yapısı ve geçiş sıcaklıklarında belirgin değişiklikler yarattığı gözlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Sıvı Kristaller, Kalamitik Sıvı Kristal, Kiral Zincir, Uç Zincir.

Abstract:
Liquid crystal materials have a special intermediate phase which observed between solid and liquid phases and involves properties of both phases as well as molecular order is retained during transition from solid phase to liquid phase. Liquid crystal phases exhibit all properties of liquids and show anisotropic property like solids through their physical properties such as refractive index and dielectric constant which depend on measuring direction.
Calamitic liquid crystals, which includes majority of termotropic liquid crystal class, are rod-like mesogens,  which are composed of a rigid core yielding anisotropy and flexible aliphatic side chains yielding fluidity. Chiral mesophase is emerged by the introduction of a chiral unit into calamitic liquid crystals. Chiral liquid crystals have a particular interest due to their favorable electrical and optical properties.
In this study, in which the investigation of effect of structural variety on mesophase behaviour is aimed, two series of calamitic liquid crystal compounds with three aromatic rings and four aromatic rings carrying chiral and alkoxy chains with different chain length have been synthesized and characterized. The structures of new chiral calamitic mesogens are performed by spectroscopic methods (1H-NMR and 13C-NMR). Their mesomorphic properties have been investigated by means of polarization microscope (PM) and differantial scanning calorimeter (DSC). The measurement results of DSC and PM show that synthesized compounds are enansiotropic liquid crystals which exhibit chiral masophases in wide temperature range. It is observed that the type and length of terminal chains have great influence on mesophase structure and transition temperatures.

Keywords: Liquid Crystal, Calamitic Liquid Crystal, Chiral Chain, Terminal Chain.