Flüssigkristalle in Bananenform

Bananen-Flüssigkristalle

Textur eines Bananen-Flüssigkristalls, durch ein Mikroskop zwischen gekreuzten Polarisatoren betrachtet.

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Der Artikel erschien bereits in der Ausgabe 16/2006 des "Journal of Material Chemistry" unter dem Titel "Bent-core liquid crystals: polar order, superstructural chirality and spontaneous desymmetrisation in soft matter systems". Die Publikation gibt einen Überblick über die neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet der so genannten bananenförmigen Flüssigkristalle. Dieses Arbeitsgebiet ist gegenwärtig einer der innovativsten Forschungsschwerpunkte auf dem Gebiet der supramolekularen Chemie weicher Materie.

Bananenförmige- bzw. gebogene Flüssigkristalle

Bananenförmige Flüssigkristalle wurden 1996 von einer japanischen Arbeitsgruppe entdeckt und haben ihren Namen von der gebogenen Gestalt der Moleküle. Wie alle Flüssigkristalle kombinieren auch die bananenförmigen richtungsabhängige physikalische Eigenschaften, wie sie für Kristalle typisch sind, mit der Beweglichkeit von Flüssigkeiten. Dies ist nicht nur die Voraussetzung für deren Anwendung in flachen Flüssigkristall-Displays, welche man heute in allen Laptop-Computern und den meisten mobilen Telekommunikationssystemen findet. Flüssigkristalle sind auch wichtig für zukünftige Technologien. So forscht man beispielsweise an der Möglichkeit, mit halbleitenden Flüssigkristall-Molekülen flexible Transistoren, Schaltkreise und Solarzellen in Selbstorganisationsprozessen herzustellen.

Bananenförmige Flüssigkristalle besitzen im Vergleich zu anderen Flüssigkristallen besondere Eigenschaften. Eine solche Eigenschaft ist die Ferroelektrizität, die zum Beispiel in schnellen elektrooptischen Schaltern und für die nichtlineare Optik genutzt werden kann. Eine andere besondere Eigenschaft ist die inhärente Chiralität, die Händigkeit, einiger Organisationsformen. Sie ist symmetriebedingt und kann bei diesen Systemen durch Umorientierung der Moleküle in elektrischen Feldern geschaltet werden.

Im Arbeitskreis des Teams vom Institut für Chemie der MLU werden die grundlegenden Zusammenhänge zwischen der Molekülstruktur, der Fähigkeit zur Selbstorganisation in definierten Nanostrukturen und den daraus resultierenden Eigenschaften erforscht.Insbesondere führte die Kombination der Bananenmoleküle mit siliziumhaltigen Gruppen zu neuen Organisationsformen dieser Materialien.