| 研究概要 |
液晶分子を非極性で剛体の棒状とみなし, 対称性の考察に基づいてその形にふさわしい引力相互作用を仮定して, できるだけ素性のよくわかった各種の液晶界面について, 界面張力を統計力学的に計算し, その分子論的な表式を得た. その結果を用いて, 各種界面における分子配向やその温度変化などの実験データを収集, 総合的解析を行なった. とくに
1.界面で生ずる配向相転移現象について, その種々のタイプを界面の性質および分子の相互作用ポテンシャルの特徴と結びつけて考察し, 可能な型の分類をし, 実験事実と比較した. その結果
(1) MBBAやEBBA分子がネマティック相自由表面で, 垂直配向から斜め配向に変わる相転移
(2) 70CBや80CB+8CB混合物の分子が平滑固体表面で, 平行から垂直に配向を変える相転移
の観測事実をよく説明することができ, これらがそれぞれの界面に特有な現象であること, また相転移のための分子的必要条件などを明らかにした.
2.実用的見地からも関心が強い, スメクティックC相実現のための分子的メカニズムについては従来種々の見解が出されてきたが, まだ共通的・確定的な結論には達していない. 一方, 本研究の理論的考察によれば, スメクティックC相で分子が層面に斜めに傾く原因は, 1で述べたネマティック液晶の自由表面で分子が斜め配向するメカニズムと共通なものがあると考えられるので, この両者の関連を研究した. 自由表面で斜めに配向するMBBAやEBBA分子は, 分子長が短いためスメクティック相にはならないが, これらの同族別でより長いTBBA分子はスメクティックC相になる事実は予想を支持すると思われる.
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