Modyfikacja właściwości fizycznych chiralnej matrycy ciekłokrystalicznej poprzez domieszkowanie nanocząstkami

In this work, the influence of small concentrations (up to 1%wt.) of selected submicroparticles and nanoparticles on the physical properties of low molecular weight organic compounds exhibiting chiral liquid crystalline smectic phases was determined. For the first time, the effect of doping on the properties of the antifferroelectric SmC*A phase was presented, by using two type of materials: ferroelectric submicroparticles and nanoparticles of barium titanate (45 and 280nm) and gold nanoparticles (2-4nm) with plasmonic properties. The influence of several concentrations of ferromagnetic maghemite nanoparticles (<50nm) and the influence of oleic acid (decorating factor) on the properties of the ferroelectric SmC* phase were also shown. Both commercially available and newly synthesized materials were used as organic matrices. Four liquid crystalline matrices (including one two-component mixture), eight two-component composites and one three-component composite were prepared and studied. In order to verify the effect of doping on the properties of compounds exhibiting SmC* and/or SmC*A phases, comparative studies of composites and matrices were performed using complementary methods, including electro-optic, magnetic, microscopic, spectroscopic, structural and thermo-optical methods. The motivation for the research was to fill the research gap in the field of detailed analysis of the nanoparticles influence on the properties of the liquid crystalline antifferroelectric SmC*A phase. The obtained research results significantly broaden the scope of knowledge in the area of the influence of doping on the properties of chiral liquid crystalline smectic phases. 

W niniejszej pracy określono wpływ małych koncentracji (do 1%wag.) wybranych submikrocząstek oraz nanocząstek na właściwości fizyczne organicznych związków małocząsteczkowych, wykazujących ciekłokrystaliczne chiralne fazy smektyczne. Po raz pierwszy zaprezentowano wpływ domieszkowania na właściwości antyferroelektrycznej fazy SmC*A, stosując dwa typy materiałów: ferroelektryczne submikrocząstki i nanocząstki tytanianu baru (45 i 280nm) oraz nanocząstki złota (2-4nm) o właściwościach plazmonicznych. Pokazano także wpływ kilku koncentracji ferromagnetycznych nanocząstek maghemitu (< 50nm) oraz wpływ kwasu oleinowego (czynnik dekorującego) na właściwości ferroelektrycznej fazy SmC*. Jako matryce organiczne zastosowano zarówno materiały komercyjnie dostępne jak i nowo zsyntezowane. Przygotowano oraz przebadano cztery matryce ciekłokrystaliczne (w tym jedna mieszanina dwuskładnikowa), osiem kompozytów dwuskładnikowych oraz jeden kompozyt trójskładnikowy. W celu sprawdzenia wpływu domieszkowania na właściwości związków wykazujących fazy SmC* i/lub SmC*A wykonano porównawcze badania kompozytów i matryc metodami komplementarnymi, do których należą metody elektro-optyczne, magnetyczne, mikroskopowe, spektroskopowe, strukturalne oraz termo-optyczne. Motywacją do realizacji badań było wypełnienie luki badawczej w zakresie szczegółowej analizy wpływu nanocząstek na właściwości ciekłokrystalicznej antyferroelektrycznej fazy SmC*A. Otrzymane wyniki badań poszerzają znacząco zakres wiedzy w obszarze wpływu domieszkowania na właściwości ciekłokrystalicznych chiralnych faz smektycznych.