Reversible Isothermal Twist–Bend Nematic–Nematic Phase Transition Driven by the Photoisomerization of an Azobenzene-Based Nonsymmetric Liquid Crystal Dimer

液晶 光异构化 偶氮苯 化学 二聚体 异构化 结晶学 相(物质) 相变 偏振光显微镜 光化学 光学 有机化学 分子 凝聚态物理 物理 催化作用
作者
Daniel A. Paterson,Jie Xiang,Gautam Singh,Rebecca Walker,Deña M. Agra-Kooijman,Alfonso Martı́nez-Felipe,Min Gao,John M. D. Storey,Satyendra Kumar,Oleg D. Lavrentovich,Corrie T. Imrie
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:138 (16): 5283-5289 被引量:176
标识
DOI:10.1021/jacs.5b13331
摘要

The liquid crystal nonsymmetric dimer, 1-(4-butoxyazobenzene-4′-yloxy)-6-(4-cyanobiphenyl-4′-yl) hexane (CB6OABOBu), shows enantiotropic twist–bend nematic, NTB, and nematic, N, phases. The NTB phase has been confirmed using polarized light microscopy, freeze fracture transmission electron microscopy, and X-ray diffraction. The helicoidal pitch in the NTB phase is 18 nm. The NTB–N (TNTBN) and N–I (TNI) transition temperatures are reduced upon UV light irradiation, with the reduction in TNTBN being much larger than that in TNI. An isothermal, reversible NTB–N transition may be driven photochemically. These observations are attributed to a trans–cis photoisomerization of the azobenzene fragment on UV irradiation, with the cis isomers stabilizing the standard nematic phase and the trans isomers stabilizing the NTB phase. The dramatic changes in TNTBN provide evidence that the transition between the normal nematic and twist–bend nematic with spontaneous breaking of chiral symmetry is crucially dependent on the shape of molecular dimers, which changes greatly during the trans–cis isomerization.
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