Helical twisting in cholesterics doped by banana-shaped molecules

Abstract

Helical pitch vs. temperature measurements were carried out for cholesteric liquid crystal matrices of different types doped with a set of banana-shaped compounds. The effects of these dopants on the helical pitch were found to be essentially different for systems based on cholesterol esters and for induced cholesterics based on twisted nematics. In the first case, all the dopants used decreased the helical pitch, i.e., caused additional helical twisting, with its magnitude varying for different dopants. In the second case, with matrices based on chiral R-811 and S-811 in cyclohexanecarboxylic acids (CHCA) and 5CB, unwinding of the helix was generally observed. For one of the dopants, however, namely, for l-[4-(4-dodecyloxybenzoyloxy)benzoyloxy]-3-[4-(4-nonylbenzoyloxy)benzoyloxy] ben¬zene, additional twisting was noted in matrices with CHCA close to the isotropic transition point, and in matrices with 5CB — in all the temperature range. The results obtained can be considered as important arguments in the controversial issue of chiral properties of banana-shaped compounds in liquid crystal phases.

Визначено залежності кроку спіралі від температури для холестеричних рідкокрис-талічних матриць різного типу, допованих низкою молекул бананоподібної форми. Установлено, що вплив цих допантів на крок спіралі істотно відрізняється для систем на основі естерів холестерину та для індукованих холестериків на основі закручених нематиків. У першому випадку всі допанти призводили до зменшення кроку спіралі, тобто спричиняли додаткове закручування, ступінь якого варіювала для різних до-пантів. У другому випадку, з матрицями на основі хіральних К-811 та в-811 у циклогексанкарбонових кислотах (ЦГКК) та 5СВ спостерігалося розкручування спіралі. Проте, для одного з допантів, а саме, 1-[4-(4-додецилоксибензоїлокси)бензоїлокси]-3-[4- (4-нонілбензоїлокси)бензоїлокси]бензолу, відзначено додаткове закручування у матрицях з ЦГКК поблизу точки ізотропного переходу, а у матрицях з 5СВ — в усьому інтервалі температур. Отримані результати можна розглядати як важливий аргумент у суперечливому питанні хіральних властивостей бананоподібних речовин у рідкокристалічних фазах.

Определены зависимости шага спирали от температуры для холестерических матриц различных типов, легированных рядом добавок с молекулами банановидной формы. Установлено, что влияние этих добавок на шаг спирали существенно отличается для систем на основе эфиров холестерина и для индуцированных холестериков на основе закрученных нематиков. В первом случае все добавки приводили к уменьшению шага спирали, т.е. вызывали дополнительное закручивание. Во втором случае, с матрицами на основе хиральных 11-811 и в-811 в циклогексанкарбоновых кислотах (ЦГКК) и 5СВ, наблюдалось раскручивание спирали. В то же время для одной из добавок, а именно, 1-[4-(4-додецилоксибензоилокси)бензоилокси]-3-[4-(4-нонилбензоилокси)бензоилокси] бензола, отмечено дополнительное закручивание в матрицах с ЦГКК вблизи точки изотропного перехода, а в матрицах с 5СВ — во всем температурном интервале. Полученные результаты можно рассматривать как важный аргумент в противоречивом вопросе о хиральных свойствах бананоподобных веществ в жидкокристаллических фазах