CARATTERIZZAZIONE CON MICROSCOPIA OTTICA A LUCE POLARIZZATA DI CRISTALLI LIQUIDI TERMOTROPICI "BENT-CORE"

In the following thesis, after an initial section presenting some fundamental theoretical concepts necessary to understand the experiments carried out, a detailed report is provided on the laboratory and research activities conducted in the department during the undergraduate internship. Using a key instrument for characterizing optically anisotropic materials—polarized light microscopy—the study aimed to isolate and describe the aggregation states (mesophases) of a specific liquid crystal compound, named OC4-2MePh(mono3Clmono2MeODBP), synthesized in the laboratory and belonging to the bent-core liquid crystal (BCLC) family. These compounds, characterized by a non-linear molecular structure, are of significant fundamental and applicative interest due to the unique liquid-crystalline mesophases they form, which exhibit physical properties markedly different from those of conventional liquid crystals. The aggregation state of the material was monitored under varying temperature and applied electric voltage. All experiments were aimed at stabilizing and studying the different liquid-crystalline textures exhibited by the sample. In particular, the influence of thermal history on the macroscopic manifestation of molecular order was examined in detail. This was done by subjecting the material to successive heating and cooling cycles, differing in initial conditions and in the rate of temperature variation. Additionally, the possibility of controlling molecular order through the application of controlled external electrical stimuli (variable voltages) was investigated.

Nell’elaborato seguente, a fronte di una prima parte nella quale vengono illustrate alcune conoscenze teoriche di base per comprendere i contenuti degli esperimenti svolti, viene fornito un report dettagliato dell’attività di laboratorio e di ricerca tenutasi in dipartimento durante il tirocinio di laurea triennale. Avvalendosi di uno strumento essenziale per la caratterizzazione di materiali otticamente anisotropi quale è la microscopia polarizzata, si è cercato di isolare e descrivere gli stati d’aggregazione (mesofasi) di un particolare composto liquido-cristallino, denominato OC4- 2MePh(mono3Clmono2MeODBP), sintetizzato in laboratorio ed appartenente alla famiglia dei cristalli liquidi bent-core (BCLC). Tali composti, caratterizzati da una struttura molecolare non lineare, sono di grande interesse, fondamentale e applicativo, per le peculiari mesofasi liquido-cristalline che essi formano, con proprietà fisiche assai diverse da quelle dei cristalli liquidi ordinari. Lo stato di aggregazione del materiale è stato monitorato al variare della temperatura e della tensione elettrica applicata. Tutti gli esperimenti sono stati quindi finalizzati alla stabilizzazione e allo studio delle differenti textures liquido-cristalline assunte dal campione. In particolare, è stata studiata in maniera dettagliata l’influenza della storia termica sulla manifestazione macroscopica dell’ordine molecolare. Ciò è stato fatto sottoponendo il materiale a dei cicli successivi di riscaldamento e raffreddamento tra loro diversificati a seconda delle condizioni iniziali e della gradualità nelle variazioni di temperatura. Si è cercato inoltre di verificare la possibilità di controllare l’ordine molecolare mediante l’azione esercitata da sollecitazioni elettriche esterne controllate (tensioni variabili).