• cristalli liquidi
• fasi orientate
• NMR

I cristalli liquidi suscitano attualmente un grande interesse. Tale interesse, legato soprattutto
al loro utilizzo nelle moderne applicazioni tecnologiche, è sostanzialmente dovuto al fatto
che le proprietà macroscopiche di queste fasi possono essere variate per mezzo di
perturbazioni esterne. Per esempio, gli effetti di allineamento del direttore di una fase
liquido-cristallina ad opera di campi elettrici sono ampiamente sfruttati nella fabbricazione
di display LCD.
La spettroscopia NMR è un ottimo strumento di indagine delle proprietà dei cristalli liquidi
legate all’ordine molecolare. Questa spettroscopia, infatti, è estremamente sensibile al grado
medio di ordine molecolare rispetto al campo magnetico.
Nel corso di questa tesi sono stati
osservati i nuclei 13C e 19F in abbondanza naturale. L’uso del 13C per lo studio di fasi
liquido-cristalline si è sviluppato da quando sono disponibili strumentazioni e tecniche
adeguate, soprattutto per quanto riguarda l’efficacia del disaccoppiamento da 1H. In questa tesi particolare attenzione è stata riservata al nucleo 19F, il quale è di grande attualità perché la fluorurazione sembra conferire ai cristalli liquidi proprietà interessanti, che li distinguono dagli analoghi non florurati e che li rendono migliori per alcune applicazioni tecnologiche.
I composti florurati dai quali prende spunto questo lavoro di tesi sono costituiti da un anello aromatico variamente sostituito con atomi di fluoro, a cui si lega un sostituente allungato ma flessibile di diversa natura, struttura questa che porta alla costituzione della molecola mesogena. Due di questi composti sono stati oggetto di uno studio recente, volto a
determinare il grado d’ordine molecolare nelle loro fasi liquido cristalline mediante varie tecniche, fra cui la spettroscopia NMR del 13C. L’analisi dei dati spettrali del 13C (anisotropie
del chemical shift e accoppiamenti dipolari) ha messo in luce quale utilità potrebbe avere la
conoscenza dei tensori di chemical shift per un vasto numero di carboni (così come avviene
per i corrispondenti dati isotropi). Attualmente vari metodi di calcolo permettono di determinare ab initio questi tensori, come molte altre proprietà molecolari; solo saltuariamente, però, è stato affrontato il confronto puntuale fra valori calcolati e quantità sperimentali.
Questo lavoro di tesi si inserisce dunque in un progetto di ricerca che si propone di studiare,
mediante spettroscopia NMR, le molecole di tolueni diversamente fluorurati (piccoli modelli
essenziali dei mesogeni citati) disciolte in fasi liquido cristalline, per convalidare con dati sperimentali alcune quantità, in particolare i tensori di chemical shift dei nuclei di 13C e 19F,calcolate con vari metodi quantomeccanici. I valori, di cui venisse confermata l’attendibilità e definita la trasferibilità, potrebbero trovare applicazione nello studio di altre molecole florurate. Saranno qui prese in esame le molecole di parafluorotoluene e metafluorotoluene
disciolte in una fase nematica.