Strukturelle und thermodynamische Studien an stäbchenförmigen Molekülen in mesoporösem Silizum

Abstract

Thema dieser Dissertation sind strukturelle und thermodynamische Untersuchungen an stäbchenförmigen Molekülen in monolithischem, porösem Silizium. Der Durchmesser der anisotropen Poren dieser einkristallinen Matrix beträgt rund 10 nm. Der Fokus der Untersuchungen liegt auf der Charakterisierung der auftretenden Mesophasen durch temperaturabhängige Röntgendiffraktionsmessungen. Die Arbeit behandelt das Phasenverhalten sowie die Texturierung von ausgewählten n-Alkanen in Abhängigkeit von der Kettenlänge der Moleküle, dem Porenfüllgrad und der Porengeometrie. Außerdem werden das Kristallisationsverhalten und die Mesophasen von Ethanol, einem typischen Glasbildner, sowie von mittellangen 1-Alkoholen untersucht. Die Stabilität letzterer wird zudem abhängig von der Wandchemie der porösen Membran analysiert. Der Einfluss der Porengröße auf die Molekülorientierung sowie die Phasensequenz des Flüssigkristalls 8CB sind ein weiterer Themenkomplex.

Subject of this thesis is a structural and thermodynamic study of rod-like molecules confined in monolithic porous silicon, a monocrystalline matrix permeated by anisotropic pores with a mean diametre of 10 nm. The main experimental method to characterize the appearing mesophases will be temperature dependent x-ray diffraction measurements. The thesis treats the phase transitions and the texture of selected n-alkanes as a function of their chain length, the pore filling fraction and geometry. Furthermore the crystallization behaviour and the appearing mesophases of ethanol, a typical glass former, are studied, as well as medium length 1-alcohols whose stability is also examined dependent on the pore wall chemistry. The influence of confinement and the pore size both on the orientation of the liquid crystal 8CB and the phase sequence are subject of a supplemental paragraph.