Synthese formstabiler V-förmiger Nematogene: Ordnung biaxialer Moleküle in nematischen Phasen

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Formbeständige V-förmige Nematogene auf der Basis von Phenylenethinylengerüsten bilden biaxiale nematische Phasen. Die modular aufgebauten Mesogene bestehen aus einem Baustein zur Einstellung des Winkels und steifen Phenylenethinylenarmen. Die mittleren Phenylringe dieses Bausteins sind lateral mit flexiblen Ketten verknüpft, die die Kristallisation und die Nanosegregation in eine höher geordnete Mesophase verhindern. Periphere Aromaten, sowie der Winkelbaustein besitzen Dipolmomente, die die biaxiale Ordnung in einer nematischen Phase stabilisieren. Nematogene, die stabile, enantiotrope biaxiale nematische Phasen bilden, deren Existenzbereich sich bis unterhalb der Raumtemperatur erstreckt, werden über systematische Variation der einzelnen molekularen Untereinheiten präpariert. Die Einflüsse von unterschiedlichen flexiblen Ketten, fluorsubstituierten peripheren Aromaten, Variation der Winkeleinheit und der Symmetrie der Mesogene auf die Bildung biaxial nematischer Phasen werden untersucht. Die Eigenschaften von Aggregaten (Dipolmomente, Rotationsbarrieren) werden in supramolekularen Ansätzen mit Methoden der Quantenchemie berechnet. Eine Möglichkeit qualitative Aussagen über die relative Ordnung der Mesogene innerhalb der biaxial nematischen LC-Phase zu gewinnen, bietet beispielsweise die Simulation von Absorptionsspektren an dünnen Filmen mittels der Excitonentheorie. Zusammen mit der detaillierten Charakterisierung durch die Einzelmolekülspektroskopie (2. Teilantrag des Paketantrags von Prof. F. Cichos) eröffnet dies einen Einblick in die Selbstorganisation der Nematogene in einer thermotrop biaxial nematischen Phase, die in Zukunft in schnell schaltenden LC-Displays genutzt werden könnte.