The influence of the benzimidazole-based nematic liquid crystals containing ethynyl and difluoro-substitution on mesomorphic and birefringence properties

液晶 材料科学 双折射 烷氧基 偶极子 苯并咪唑 相(物质) 结晶学 分子 有机化学 光学 烷基 化学 光电子学 物理
作者
Tong Zhang,Yulong He,Fanghua Liang,Ran Chen,Pei Chen,Xinbing Chen,Zhongwei An
出处
期刊:Liquid Crystals [Taylor & Francis]
卷期号:50 (4): 612-621 被引量:4
标识
DOI:10.1080/02678292.2022.2144652
摘要

A series of benzimidazole-based liquid crystal compounds containing laterally difluoro-substituted and ethynyl linking groups, namely, 2-(4-(2-(2,3-difluoro-4-(alkoxy) phenyl)ethynyl)phenyl)-1-methyl-1 H-benzimidazolem derivatives (nPF(2,3)EPMx), are synthesised and investigated for their mesomorphic properties. These compounds mainly display enantiotropic nematic mesophases in the ranges of 32.0–44.5°C (heating process) and 50.0–64.0°C (cooling process). 10PF(2,3)EPMx exhibits lower clearing points and broader nematic phase ranges than nonfluorinated reference compound 10PEPMx, because of their slightly increased dipole moment. nPF(2,3)EPMx displays much larger theoretical birefringence (0.43–0.55) and experimental birefringence (0.42–0.53) than the common tolane-based liquid crystals, which is ascribed to its large π-conjugated molecule composed of benzene core, ethynyl linking group and benzimidazole terminated unit. The theory results of three-dimensional molecular conformations with dipole moment (µ), ratio of length to width (L/W), polarisability anisotropy (Δα) and average polarisability (Δα) calculated with density functional theory are also helpful in explaining the experimental results.
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