彎角型液晶分子的結構

液晶分子可由數個不同的部分組合而成，而每個部分都有數十至 數百種不同的分子結構可搭配，一般是由中心環向外連接兩側臂環。

液晶相的產生受立體效應與極性兩者所限制，僅有特殊分子結構的物 質才能呈現液晶相。本研究著重於香蕉型液晶的合成與應用，在此就

其結構進行詳細探討。 group）、S: 側翼硬端（Side wing group）、L: 連接基（Linkage group）、

B：中心端(Bent core group)。

最常見的香蕉型液晶結構設計是以苯環1,3位置取代或類似的系

中，酯基為連接基會增加黏度導致液晶應答時間趨緩，但其所產生的 極性卻能幫助層狀堆疊與生成層列型液晶。為了維持側翼的線性，側 翼結構一般與中心結構都是以苯環或者雙苯環為主。目前香蕉型液晶 以五環結構最容易出現液晶相，六環跟七環的為主體的液晶分子在近 年來科學家的努力之下陸續的發展起來。中心環上側取代基會影響液 晶的性質，相同取代基在不同位置對於液晶性質也會造成影響。任何 突出於分子側邊的東西可認定會明顯地瓦解分子的堆疊。因此，取代 基的引入可誘導出液晶相的產生，但也有可能降低原有液晶相的穩定 度。一般而言，將取代基導入液晶中，由於堆疊性被破壞可使熔點和 澄清點下降，且下降量與取代基的尺寸成正比。另外，隨著取代基極 性的增加，分子間側邊吸引力變強，有助於層狀堆疊，但也會造成分 子黏度提高。末端基(T: Terminal group)一般是長鏈的烷基或烷氧基 鏈，加入了這軟端使得硬端的中心結構上加入了撓曲性，有助於液晶 相的存在。理論上，增加鏈長由於撓曲性的提高，可降低熔點，但當 鏈變的很長時，過大的分子間凡得瓦爾力（van der waals force）反而 會使熔點提高。另外，鏈分叉對液晶的表現亦具有明顯的影響，側鏈 及末端基的分叉會破壞分子堆疊，通常會降低熔點但是容易減少液晶 相穩定度；當分叉愈靠近核心位置，會提高堆疊被破壞程度，導致更 低的熔點。

液晶的巨觀物理特性，如相變化序列、溫度、熱穩定性…等等，

或許可從同一系列或者結構相近的不同系列之類似物找到一些規則 性，但此規則性是否能適用於所有液晶分子是有待商榷的。也就是說 當末端分子、核心分子、連接基…等等改變的幅度很大時，上述的一 般規則將面臨相當大的考驗，甚至出現完全相反的結果。因此，即使 數以萬計的液晶分子早已被合成，但科學家以現今對液晶的瞭解還是 無法準確的預測其液晶相出現的可能性，更別說是其液晶相行為了，

這也是全世界在此領域工作的學者最終的目的。