Functional Liquid Crystals. Thermochromic, Mechanochromic and Photoluminescent Materials

Abstract

La disponibilidad de materiales con propiedades específicas constituye un pilar básico para mantener y mejorar el estado de bienestar de la sociedad en la que vivimos. Por ello, es de vital importancia la preparación de materiales funcionales altamente eficientes con propiedades nuevas o mejoradas. En este contexto, una de las áreas más prolíficas en la química de materiales está formada por los cristales líquidos. Esto se debe, fundamentalmente, a la combinación de propiedades que se dan en estos materiales, lo que les hace únicos en una rica variedad de aplicaciones, tales como las célebres pantallas de cristal líquido. El mesomorfismo depende de la capacidad de auto-asociación molecular, que tiene lugar mediante interacciones débiles. La intensidad de estas interacciones debe ser lo suficientemente fuerte para permitir la coexistencia de dos propiedades aparentemente antagónicas; el orden y la fluidez. Esto, generalmente se consigue utilizando moléculas anisótropas, en las que se establecen interacciones mucho más fuertes en unas direcciones que en otras. De este modo, se induce ordenación en unas direcciones y movilidad en otras. Desde un punto de vista termodinámico la formación de una mesofase sólo tendrá lugar cuando la entalpía asociada al proceso de autoasociación molecular compense el desfavorable término entrópico (|ΔH| > |TΔS|), para que el proceso sea espontáneo. Por lo tanto, el diseño racional de estos materiales juega un papel crucial en el control de las interacciones que dan lugar a la inducción de mesomorfismo en estos sistemas. Además, este diseño racional es clave tanto para poder analizar la relación estructura/propiedades, así como para permitir la incorporación propiedades nuevas o la mejora de las ya existentes en los distintos sistemas mesógenos. En este contexto, en esta Tesis Doctoral se han preparado cristales líquidos conteniendo trifenileno funcionalizados con grupos proclives a presentar termocromismo o propiedades de conducción de carga, así como isociano complejos de oro(I) con comportamiento mecanocrómico, con potencial uso como pigmentos o con una estructura que no se ajusta al modelo tradicional de compuestos mesógenos.