Untersuchung des Ordnungsverhaltens von Flüssigkristallen mit Spinsonden

Burkhard Kirste

Institut für Organische Chemie der Freien Universität Berlin Takustr. 3, 1000 Berlin 33

Thermotrope Flüssigkristalle können sich in verschiedenartigen Phasen organisieren, die man als nematische, cholesterische, smektische oder diskotische Mesophasen bezeichnet. Detaillierte Informationen über Phasenstrukturen, Ordnungsgrade und das dynamische Verhalten lassen sich auf molekularer Ebene am besten durch magnetische Resonanzuntersuchungen gewinnen. Während sich 2H-NMR (nach selektiver Deuterierung) und 13C-MAS-NMR an den Flüssigkristallmolekülen selbst durchführen lassen, müssen für EPR- und ENDOR-spektroskopische Untersuchungen paramagnetische Sondenmoleküle als Reporter eingesetzt werden [1]. Bei der Auswahl geeigneter Spinsonden hat man neben deren Stabilität zu beachten, daß sie sich möglichst gut in die Mesophasen einpassen und leicht interpretierbare Spektren liefern sollten. Bewährt haben sich verschiedene Nitroxide und Phenalenylradikale.

An einigen Beispielen wird gezeigt, wie sich Phasentypen und Ordnungsgrade mit Hilfe der Spinsondentechnik bestimmen lassen. Im besonderen soll das Verhalten induziert-cholesterischer Phasen betrachtet werden. Diese weisen eine helikale Struktur auf, wobei die Ganghöhe temperaturabhängig ist. Kürzlich wurde bei der cholesterischen Induktion mit einigen 1,1'-Binaphthylderivaten sogar das Phänomen einer Inversion des Helizitätssinns bei einer Temperaturänderung beobachtet [2]. Durch Zugabe einer chiralen Substanz, die eine cholesterische Phase mit bekanntem Schraubungssinn erzeugt, läßt sich auch der Schraubungssinn der untersuchten Phase bestimmen.

[1] B. Kirste, Z. Naturforsch. 42a, 1296 (1987).
[2] G. Scherowsky, Technische Universität Berlin.


Burkhard Kirste, 1995/10/03