Poisson-bracket approach to the dynamics of bent-core molecules

We generalize our previous work on the phase stability and hydrodynamic of polar liquid crystals possessing local uniaxial $C_{\infty v}$-symmetry to biaxial systems exhibiting local $C_{2v}$-symmetry. Our work is motivated by the recently discovered examples of thermotropic biaxial nematic liquid crystals comprising bent-core mesogens, whose molecular structure is characterized by a non-polar body axis $({\bf{n}})$ as well as a polar axis $({\bf{p}})$ along the bisector of the bent mesogenic core which is coincident with a large, transverse dipole moment. The free energy for this system differs from that of biaxial nematic liquid crystals in that it contains terms violating the ${\bf{p}}\to -{\bf{p}}$ symmetry. We show that, in spite of a general splay instability associated with these parity-odd terms, a uniform polarized biaxial state can be stable in a range of parameters. We then derive the hydrodynamic equations of the system, via the Poisson-bracket formalism, in the polarized state and comment on the structure of the corresponding linear hydrodynamic modes. In our Poisson-bracket derivation, we also compute the flow-alignment parameters along the three symmetry axes in terms of microscopic parameters associated with the molecular geometry of the constituent biaxial mesogens.Comment: 16 pages, RevTeX, 1 figur

Molecular structure and elastic behaviour of SA liquid crystals

A tentative correlation of the elasticity of smectic A liquid crystals with molecular structure is presented. The isothermal compressibility modulus B was measured via the stress-strain relation by means of a previously described apparatus. A number of benzoate derivatives of different lengths and symmetries were examined. Preliminary results showing that the stiffness of the SA phase apparently increases with molecular symmetry, are discussed in relation to molecular models of the SA layers.On présente un essai de corrélation entre l'élasticité des cristaux liquides smectiques A et leurs structures moléculaires. En utilisant un appareillage déjà décrit, on a mesuré le module de compressibilité isotherme B du comportement déformation-contrainte. On a examiné des dérivés du benzoate de phényle avec différentes longueurs et symétries. Les premiers résultats montrent que la rigidité de la phase SA augmente avec la symétrie moléculaire ; on discute nos résultats en relation avec les modèles moléculaires de strate SA

STRUCTURE MOLÉCULAIRE ET PROPRIÉTÉS SMECTIQUES

Après avoir discuté sommairement le rôle des moments dipolaires dans l'apparition des phases nématiques et smectiques, les auteurs examinent les variations des propriétés mésomorphes dans diverses séries isométriques (d'isomères de longueurs égales). L'influence de la place du centre aromatique et des dimensions relatives des chaînes qui lui sont liées, est analysée. Les auteurs suggèrent un modèle d'organisation dans les strates smectiques où les chaînes identiques se trouvent au même niveau. L'existence de smectiques A fourchus est considérée comme un argument en faveur d'une fusion des chaînes grasses dans les strates.After briefly discussing the contribution of the dipole moments on the appearance of nematic and smectic phases, the authors are examining the variations of mesomorphic properties in varied isometric series (isomers of equal lengths). The influence of the place of the aromatic centre and the comparative dimensions of the chains bounded to them are analysed. The authors are suggesting a model for the organization in the smectic strata where the identical chains are on the same level. The existence of forked smectics A is considered as an argument in favour of a melting of fatty chains in the strata

HEXASUBSTITUTED TRIPHENYLENES : A NEW MESOMORPHIC ORDER

On a synthétisé deux séries de dérivés hexasubstitués du triphénylene : hexaéthers de CH3 à C13H27 et hexaesters de C3H7 à C13H27. La plupart de ces composés présentent une mésophase thermotrope à large gamme de température. Nous avons mis en évidence l'existence d'un polymorphisme mésomorphe pour les hexaesters à chaînes longues. La structure de ce nouveau type de mésophase est discutée à partir de nos résultats concernant les miscibilités et les chaleurs de transition.We have prepared two series of hexasubstituted triphenylene derivatives : hexaethers from CH3 to C13H27 and hexaesters from C3H7 to C13H27. Most of them exhibit a thermotropic mesophase with a large temperature range. We have found the existence of an additional transition within the mesophase domain of some hexaesters with long alkyl chains. The structure of this new type of liquid crystal is discussed with respect to ours results concerning miscibilities and heat of transition

Crystalline arrangement of some disc like compounds

Three triphenylene esters, disc-like molecules, belonging to a series of compounds, some of which show a new mesomorphic and thermotropic phase have been studied by X-ray diffraction. The crystal structure of one of these esters has been established. Molecules are associated in pairs with their triphenylene cores parallel and 3.43 Å. These dimers give columns arranged in hexagonal lattice.Trois esters du triphénylène, molécules de type discoïde appartenant à une série de composés, dont certains présentent une phase mésomorphe thermotrope nouvelle, ont été étudiés par diffraction des rayons X. La structure d'un de ces esters a été établie. Les molécules s'associent en donnant des paires, leurs noyaux triphénylène étant parallèles et à 3,43 Å l'un de l'autre. Ces dimères forment des colonnes arrangées suivant un réseau hexagonal