Flüssigkristalle

Flüssigkristalle bilden einen Ordnungszustand zwischen Kristallen und Flüssigkeiten, der oft als 4. Aggregatzustand bezeichnet wird. Innerhalb dieses Ordnungszustandes lässt sich der Grad der Ordnung steuern. Dadurch entstehen vielfältige Anwendungen in Natur und Technik.
Kristalle weisen eine Fernordnung der Moleküle sowohl bezüglich ihrer Position als auch ihrer axialen Ausrichtung (Orientierungsfernordnung)auf, wo hingegen diese Fernordnung bei Flüssigkeiten fehlt. Der Terminus Mesophasen beschreibt alle Ordnungszustände zwischen diesen beiden Grenzformen. Flüssigkristalle bilden solche Mesophasen und verbinden dadurch die für Kristalle typische Richtungsabhängigkeit von Eigenschaften mit der für Flüssigkeiten typischen Beweglichkeit. Bei den plastischen Kristallen überwiegt die Positionsfernordnung, während bei den Flüssigkristallen die Orientierungsfernordnung überwiegt.
In Zellmembranen kommt die wichtigste Funktion der Flüssigkristalle in der Natur zum Tragen. Die Membran (eine smektisch A-Phase)bildet mit ihren flüssigkristallinen Eigenschaften eine dynamische, hochgradig steuerbare Grenze zwischen Zellinnerem und Umwelt. Prozesse an der Zellmembran können durch individuelle molekulare Eigenschaften und/oder durch Ensemble-Eigenschaften des Aggregates, d.h. des flüssigkristallinen Zustandes, erklärt und ggf. auch reguliert werden. In der Technik findet man Flüssigkristalle in Displays (LCD), Farbstreifenthermometern, hochstabilen, polymeren Werkstoffen (Kevlar) uva., aber auch in kosmetischen Formulierungen. Viele waschaktive Stoffe können flüssigkristalline Phasen ausbilden, so dass Flüssigkristalle tatsächlich auch in vielen Alltagsgegenständen zu finden sind.

Beiträge der Arbeitsgruppe

• Aufbau der Datenbank LiqCryst, die Strukturen und Eigenschaften aller bekannten thermotropen Flüssigkristalle erfaßt
• Mitarbeit bei den Standard-Lehrbüchern über Flüssigkristalle
• Eigenschaftsvorhersage über Ähnlichkeitskonzepte und neuronale Netze
• Synthese und Untersuchung vielfältiger flüssigkristalliner Stoffgruppen

Ausgewählte Publikationen