Изменение шага спирали приводит к изменению длины волны рассеянного жидким кристаллом света. Зависимость длины волны от температур обычно определяют фотоэлектрическим методом измерения спектральных кривых отражений, при котором жидкий кристалл освещают белым светом и измеряют его отражательную способность при заданной температуре. Возможен и другой путь: освещать образец монохроматическим светом, измеряя температурное поле [5.9, 5.10]. При этом

ВС с,%

Рис. 5.1. Зависимость длины волны селективно отраженного света Ло от концентрации С бинарных систем эфиров холестерина;

/ - лауратформиат (40°С); 2 -ла-уратбромид (50°С); 3 - лаурат-хлорид (60°С); 4 - ионаноатхло-рид (60°С); 5 - пропионатхлорид (60°С)

30 10 50 €.%

Рис. 5.2. Зависимость длины волны селективно отраженного света от концентрации С смесей эфиров холестерина:

1 - холестерилхлорид-холестерил нонаноат; 2 - холестерилхлорид - холестерил денаноат; 3 - холестерилхлорид - холестерил лаурат

благодаря монотонной зависимости длины волны от температуры можно более оперативно получать экспериментальные результаты.

. Температурная зависимость цвета холестерической фазы является сложной функцией молекулярной структуры. Жидкие кристаллы в зависимости от структуры могут рассеивать свет всего видимого спектра или только его части. Такие соединения, как холестерилнона-ноат, холестерилолеилкарбонат, холестерилолеат, рассеивают свет во всем видимом диапазоне длин волн, а холестерилпропионат, холестерилбензоат - в сине-фио-

-летовои, холестерил мир истат рассеивает cbctjb видимой •части спектра. Чувствительность вещества к температуре зависит от длины углеводородной цепи. С удлинением этой цепи Возрастает чувствительность вещества к небольшим изменениям температуры, например, у хо-.лестерилнонаноата высокая температурная чувствительность, а у холестерилхлорида -низкая). Длину волны и температурную область максимума рассеяния света можно изменять составом ХЖК, используя многокомпонентные системы. Обычно применяют смеси холестериче-ских жидких кристаллов, нематических жидких кристаллов с активными добавками и др.

Смеси холестерических жидких кристаллов. В смесях двух компонентов {А, В) ХЖК шаг спирали подчиняется зависимости, изображенной на рис. 5.1 [5.11]. В области перехода ХЖК СМЖК наблюдается отклонение от этой заврюимости, что связано с существо-:ванием смектических кластеров в предпереходной об-г ласти.

При смешивании в определенном соотношении компонентов ХЖК с разными знаками оптического вращения происходит переход холестерической фазы в нематическую, возникают так называемые компенсированные системы. К их числу относятся смеси левовращающихся эфиров холестерина с правовращающим холестерилхло-ридом (XX) (рис. 5. 2), в которых наблюдается неодинаковая зависимость шага от концентрации С холестерилхлорида [5. 12]. Значение Со, соответствующие минимуму шага, увеличивается монотонно с увеличением длины углеводородной цепи первого компонента. Сама величина минимума шага от длины цепи не зависит.

Различают две холестерические фазы с различным знаком температурной зависимости шага: при С<Со дР1дТ<0; при С>СодР/дТ>0. Для С<Со увеличение Со приводит к уменьшению длины волны рассеянного света, т. е. цвет ЖК сдвигается в синюю область спектра, при С>Со - в красную. Смеси с содержанием ХХ< <Со характеризуются предпереходным состоянием, содержащим смектические кластеры, которые приводят к аномальному увеличению шага смеси с увеличением концентрации XX. С увеличением температуры влияние смектической фазы ослабевает.

Смеси нематических жидких кристаллов с активными добавками. При смешивании нематических жидких

ВО 0,%

Рис. 5.3. Зависимость длины волны селективно отраженлого света Яо от концентрации С для смесей

/ -МББА-Ьхлорид (О60°С, 9 70°С); 2 - бромид (ОЕ0°С, в 70°С); 3 - МББА -I- I - ментол миристат (ОЕ0°С, в 60°С); формиат (О50°.С, 9 60°С);

4 - МББА4-холестерил прЪпионат 60°С);

5 - ацетат (О70°С); 5 - пропионат

(075°С); 7-олеат (045°С)

Кристаллов (НЖК) с оптически активными веществами происходит переход нематического состояния вхо-лестерическое с большим шагом спирали [5.13].

При небольших концентрациях активной добавки

шаг Р обратно пропорционален ее количеству .[5. 14]. При более высоких концентрациях активной добавки шаг смеси достигает максимального значения и затем падает [5.15]. На рис. 5.3 представлена зависимость шага в смесях п-бутоксибензилиценбутиланилина .(БББА) с эфирами холестерина: хлоридом, бромидом, миристатом, формиатом, ацетатом пропионатом, олеатом.

Концентрация активной добавки в НЖК, при которой наблюдаются максимум шага и инверсия знака оптического вращения, предсказывается теорией Гуссенса [5. 16]. Теория объясняет также влияние хиральных добавок и активных добавок, не имеющих холестерической фазы. Если добавка сама образует мезофазу, то она вно-.сит меньшее влияние на шаг нематико-холестерических смесей по сравнению с активными добавками, не образующими мезофазу. В последних смесях асимметричная часть начинает играть большую роль, что проявляется в резком увеличении закручивающей силы (рис. 5.3).

Существует также хиральная нематика, которой присуща холестерическая фаза. Например, смесь, состоящая из активных и неактивных форм, п алкоксибензаль-п-(р-метил-бутил) анилина ведет себя как однокомпонент-ная смесь, образующая холестерическую фазу [5. 17]. Рис. 5.4 иллюстрирует изменение шага такой смеси в зависимости от температуры и состава.