Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-5164
Main Title: Structure and dynamics of discotic liquid crystals in the bulk and in the confined state
Translated Title: Struktur und Dynamik diskotischer Flüssigkristalle im Volumen und im Confinement
Author(s): Krause, Christina
Advisor(s): Schönhals, Andreas
Referee(s): Schönhals, Andreas
Klitzing, Regine von
Beiner, Mario
Granting Institution: Technische Universität Berlin
Type: Doctoral Thesis
Language Code: en
Abstract: In the course of this work, in order to gain more insight into the structure and dynamics of discotic liquid crystals (DLCs), selected DLCs in the bulk and in the confined state were investigated in detail. It was concentrated on the following materials: (1) Pyrene-based discotic liquid crystal (DLC) pyrene-1,3,6,8-tetracarboxylic tetra(2-ethylhexyl)ester (Py4CEH), (2) Several Hexakis(n-alkoxy)triphenylene (HATn, n=5,6,8,10,12), (3) Several Hexakis(n-alkanoyloxy)triphenylene (HOTn, n=6,8,10,12) Different techniques were applied such as Differential Scanning Calorimetry, X-ray Scattering, Dielectric Relaxation Spectroscopy and inelastic as well as quasi-elastic Neutron Scattering. Furthermore the impact of confinement on the phase transitions and dynamics for DLCs, Py4CEH and several HATn (n=5, 6, 10, 12), as an example were studied. The structure of the HATn and HOTn materials in the bulk was investigated by Differential Scanning Calorimetry and X-ray Scattering in dependence on the length of the aliphatic side chain. The phase transitions of HATn (n=5, 6, 10, 12) and Py4CEH embedded to nanoporous aluminum membranes with different pore sizes were studied by Differential Scanning Calorimetry. The molecular dynamics of Py4CEH was investigated by Dielectric Relaxation and Specific Heat Spectroscopy. Moreover dielectric measurements were carried out on Py4CEH in confinement. Dielectric Relaxation Spectroscopy was applied to study the molecular dynamics of all HATn and all HOTn materials in the bulk. Neutron scattering was employed to investigate all HATn and all HOTn DLCs in the bulk as well as for HAT6 in confinement. The vibrational density of states (VDOS) was determined by Time of Flight Spectroscopy. Elastic scans by Neutron Backscattering were performed to monitor the molecular dynamics on a time scale of nanoseconds.
Um mehr Einblick in die Struktur und Dynamik von diskotischen Flüssigkristallen zu erlangen, wurden ausgewählte Diskoten im Volumen und im Confinement im Detail untersucht: (1) Pyrene-1,3,6,8-tetracarboxylic tetra(2-ethylhexyl)ester (Py4CEH), (2) Hexakis(n-alkoxy)triphenylene (HATn, n=5,6,8,10,12), (3) Hexakis(n-alkanoyloxy)triphenylene (HOTn, n=6,8,10,12). Hierfür wurden unterschiedliche experimentelle Methoden wie Differential Scanning Calorimetry (DSC), Röntgenstreuung, dielektrische Spektroskopie und inelastische sowie quasielastische Neutronenstreuung angewandt. Darüber hinaus wurden die Auswirkungen eines Nanoconfinements in Hinblick auf die Dynamik und Phasenübergänge für ausgewählte Beispiele, Py4CEH und verschiedene HATn (n=5, 6, 10, 12) Materialien betrachtet. Die Struktur der HATn und HOTn Flüssigkristalle wurde in Abhängigkeit von der Länge der aliphatischen Seitenketten durch DSC und Röntgenstreuung ermittelt. Die Phasenübergänge von HAT5, HAT6, HAT10, HAT12 und Py4CEH, welche in nanoporöse Aluminium-Membranen mit verschiedenen Porendurchmessern (180 nm, 80 nm, 40 nm, 25 nm) eingebettet wurden, wurden mit DSC untersucht. Die molekulare Dynamik von Py4CEH im Volumen wurde mit Hilfe von dielektrischer und spezifischer Wärme-Spektroskopie untersucht. Dielektrische Messungen wurden auch für Py4CEH im Confinement durchgeführt. Dielektrische Spektroskopie wurde angewandt um die molekulare Dynamik aller HATn und HOTn Materialien zu untersuchen. Neutronenstreuung wurde eingesetzt um alle HATn und HOTn Materialien sowie HAT6 im Confinement zu erforschen. Die Schwingungszustandsdichte (VDOS) wurde durch Flugzeitmassenspektrometrie ermittelt. Elastische Scans wurden durchgeführt, um die verschiedenen molekularen Prozesse auf einer Zeitskala von Nanosekunden zu identifizieren.
URI: http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/5496
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-5164
Exam Date: 1-Jun-2015
Issue Date: 2016
Date Available: 6-Jun-2016
DDC Class: DDC::500 Naturwissenschaften und Mathematik::530 Physik::530 Physik
Subject(s): discotic liquid crystals
broadband dielectric spectroscopy
neutron scattering
molecular dynamics
phase transitions
diskotische Flüssigkristalle
dielektrische Spektroskopie
Neutronenstreuung
molekulare Dynamik
Phasenübergänge
Sponsor/Funder: DFG, Scho-470/20-1, Template confinement effects on discotic liquid-crystals
Usage rights: Terms of German Copyright Law
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