Small-angle scattering from long-chain alkylimidazolium-based ionic liquids

This paper compares the structure of 1-alkyl-3-methylim ridazolium salts using SAXS and X-ray reflectivity. A range of anions have been investigated namely chloride, bromide, trifluoromethanesulfonate (OTf), bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (TFI) and tetrachloropalladate(II) with cation alkyl chains ranging from n = 12-20. In general, the salts show liquid crystalline behaviour whose structure is still observed on melting into an isotropic liquid.

Imidazo[4,5-f]-1,10-phenanthrolines: Versatile ligands for the design of metallomesogens

2-Aryl-substituted imidazo[4,5-f]-1,10-phenanthrolines were used as building blocks for metal-containing liquid crystals (metallomesogens). Imidazo[4,5-f]-1,10-phenanthrolines are versatile ligands because they can form stable complexes with various d-block transition metals, including platinum(II) and rhenium(I), as well as with lanthanide(III) and uranyl ions and they can easily be structurally modified by a judicious choice of benzaldehyde precursor. None of the ligands designed for this study were liquid-crystalline. However, mesomorphism could be induced by their coordination to various metallic fragments. The thermal behavior of the metal complexes depended on the metal-to-ligand ratio and the substitution pattern of the coordinating ligands. Complexes with a metal-to-ligand ratio of 1:1 [ML, with M = Pt(II), Re(I)] were not liquid-crystal line. The lanthanide(III) complexes with a metal-to-ligand ratio of 1:2 [ML2 with M = Ln(III)] formed an enantiotropic cubic mesophase or were not liquid-crystalline, depending on the nature of the lanthanide(III) ion and the substitution pattern of the ligands. A 1:3 uranyl complex of the type [ML3](2+) exhibited a hexagonal columnar mesophase over a broad temperature range. Self-assembled monolayers of a europium(III) complex were investigated by scanning tunneling microscopy, which revealed that the complex formed well-ordered structures over long distances at the 1-octanoic acid-graphite interface. The rhenium(I) complexes and the europium(III) complexes with 2-thenoyl-trifluoroacetonate or dibenzoylmethanate and imidazo[4,5-f]-1,10-phenanthroline showed good luminescence properties.

Thermotropic Ruthenium(II)-Containing Metallomesogens Based on Substituted 1,10-Phenanthroline Ligands

Imidazo[4,5-f]-1,10-phenanthroline and pyrazino[2,3-f]-1,10-phenanthroline substituted with long alkyl chains are versatile ligands for the design of metallomesogens because of the ease of ligand substitution. Whereas the ligands and the corresponding rhenium(I) complexes were not liquid-crystalline, mesomorphism was observed for the corresponding ionic ruthenium(II) complexes with chloride, hexafluorophosphate, and bistriflimide counterions. The mesophases were identified as smectic A phases by high-temperature small-angle X-ray scattering (SAXS) using synchrotron radiation. The transition temperatures depend on the anion, the highest temperatures being observed for the chloride salts and the lowest for the bistriflimide salts. The ruthenium(II) complexes are examples of luminescent ionic liquid crystals.

New catanionic surfactants based on 1-alkyl-3-methylimidazolium alkylsulfonates, [C(n)H(2n+1)mim][CmH2m+1SO3]: mesomorphism and aggregation

Anionic and cationic alkyl-chain effects on the self-aggregation of both neat and aqueous solutions of 1-alkyl-3-methylimidazolium alkylsulfonate salts ([C(n)H(2n+ 1)mim][CmH2m+1SO3]; n = 8, 10 or 12; m = 1 and n = 4 or 8; m = 4 or 8) have been investigated. Some of these salts constitute a novel family of pure catanionic surfactants in aqueous solution. Examples of this class of materials are rare; they are distinct from both mixed cationic-anionic surfactants (obtained by mixing two salts) and gemini surfactants (with two or more amphiphilic groups bound by a covalent linker). Fluorescence spectroscopy and interfacial tension measurements have been used to determine critical micelle concentrations (CMCs), surface activity, and to compare the effects of the alkyl-substitution patterns in both the cation and anion on the surfactant properties of these salts. With relatively small methylsulfonate anions (n = 8, 10 and 12, m = 1), the salts behave as conventional single chain cationic surfactants, showing a decrease of the CMC upon increase of the alkyl chain length (n) in the cation. When the amphiphilic character is present in both the cation and anion (n = 4 and 8, m = 4 and 8), novel catanionic surfactants with CMC values lower than those of the corresponding cationic analogues, and which exhibited an unanticipated enhanced reduction of surface tension, were obtained. In addition, the thermotropic phase behaviour of [C(8)H(18)mim][C8H18SO3] (n = m = 8) was investigated using variable temperature X-ray scattering, polarising optical microscopy and differential scanning calorimetry; formation of a smectic liquid crystalline phase with a broad temperature range was observed.

Self-assembly using dendritic building blocks - towards controllable nanomaterials

Dendritic molecules have well defined, three-dimensional branched architectures, and constitute a unique nanoscale toolkit. This review focuses on examples in which individual dendritic molecules are assembled into more complex arrays via non-covalent interactions. In particular, it illustrates how the structural information programmed into the dendritic architecture controls the assembly process, and as a consequence, the properties of the supramolecular structures which are generated. Furthermore, the review emphasises how the use of non-covalent (supramolecular) interactions, provides the assembly process with reversibility, and hence a high degree of control. The review also illustrates how self-assembly offers an ideal approach for amplifying the branching of small, synthetically accessible, relatively inexpensive dendritic systems (e.g. dendrons), into highly branched complex nanoscale assemblies.

The review begins by considering the assembly of dendritic molecules to generate discrete, well-defined supramolecular assemblies. The variety of possible assembled structures is illustrated, and the ability of an assembled structure to encapsulate a templating unit is described. The ability of both organic and inorganic building blocks to direct the assembly process is discussed. The review then describes larger discrete assemblies of dendritic molecules, which do not exist as a single well-defined species, but instead exist as statistical distributions. For example, assembly around nanoparticles, the assembly of amphiphilic dendrons and the assembly of dendritic systems in the presence of DNA will all be discussed. Finally, the review examines dendritic molecules, which assemble or order themselves into extended arrays. Such systems extend beyond the nanoscale into the microscale or even the macroscale domain, exhibiting a wide range of different architectures. The ability of these assemblies to act as gel-phase or liquid crystalline materials will be considered.

Taken as a whole, this review emphasises the control and tunability that underpins the assembly of nanomaterials using dendritic building blocks, and furthermore highlights the potential future applications of these assemblies at the interfaces between chemistry, biology and materials science. 

Propriétés supramoléculaires des cations diimidazolium disubstitués : des complexes d’inclusion en solution aux interactions à l’état cristallin et cristal liquide

Les sels d’imidazolium ont un rôle important dans certaines protéines et acides nucléiques et ont été utilisés à de nombreuses reprises dans des assemblages supramoléculaires en raison de leurs propriétés uniques. Les sels de diimidazolium dérivés sont toutefois moins connus. Ils ont pour l’instant uniquement été utilisés comme des précurseurs de carbènes N-hétérocycliques. Ils sont donc à la base de plusieurs catalyseurs utilisés pour des réactions de couplage croisés mais leurs propriétés sont toutefois méconnues dans le cadre de la chimie supramoléculaire. Cette classe de composés a nottament attiré notre attention en raison de la facilité de modification de leurs propriétés physico-chimiques par modification de leur structure chimique. L’objectif général des travaux présentés dans cette thèse est l’étude des propriétés supramoléculaires des sels de diimidazolium disubstitués en solution (aqueuse ou organique), ainsi qu’en phase solide ou cristal-liquide. L’influence de l’espaceur entre les deux noyaux imidazolium ainsi que l’influence des substituants latéraux et des contre-ions a été étudiée. Dans un premier temps, les propriétés de complexation des sels de diimidazolium à des macrocycles sont étudiées. Les sels bromure sont étudiés en solution aqueuse avec plusieurs cyclodextrines et le cucurbit[7]uril, et les sels hexafluorophosphate sont étudiés en solution organique pour leur complexation avec l’éther couronne DB24C8 et un calix[4]arène. Cette nouvelle classe de composés a montré de très bonnes propriétés de complexation à ces différents macrocycles en solution et a également permis de contrôler différents assemblages supramoléculaires à l’interface air-eau. Dans un deuxième temps, l’étude des sels de phénylènediimidazolium a permis de modifier les propriétés de complexation en solution pour obtenir la formation de complexes multiples avec le cucurbit[7]util en solution aqueuse. Cette même famille de composés a également permis la formation de cristaux liquides ioniques lorsque les substituants sont des chaînes alkyles plus longues. La résolution de plusieurs structures cristallines de différents sels de diimidazolium a finalement permis de comprendre la nature des interactions intermoléculaires à l’état cristallin. La recherche présentée dans cette thèse a donc permis une étude détaillée des propriétés supramoléculaires des sels de diimidazolium dans tous les états de la matière qui leur sont accessibles.

Nanopatterning and functionalization of phospholipid-based Langmuir-Blodgett and Langmuir-Schaefer films

Durant les dernières décennies, la technique Langmuir-Blodgett (LB) s’est beaucoup développée dans l’approche « bottom-up » pour la création de couches ultra minces nanostructurées. Des patrons constitués de stries parallèles d’environ 100 à 200 nm de largeur ont été générés avec la technique de déposition LB de monocouches mixtes de 1,2-dilauroyl-sn-glycéro-3-phosphatidylcholine (DLPC) et de 1,2-dipalmitoyl-sn-glycéro-3-phosphatidylcholine (DPPC) sur des substrats de silicium et de mica. Afin d’amplifier la fonctionnalité de ces patrons, la 1-palmitoyl-2-(16-(S-methyldithio)hexadécanoyl)-sn-glycéro-3-phosphatidylcholine (DSDPPC) et la 1-lauroyl-2-(12-(S-methyldithio)dodédecanoyl)-sn-glycéro-3-phosphatidylcholine (DSDLPC) ont été employées pour la préparation de monocouches chimiquement hétérogènes. Ces analogues de phospholipide possèdent un groupement fonctionnel méthyldisulfide qui est attaché à la fin de l’une des chaînes alkyles. Une étude exhaustive sur la structure de la phase des monocouches Langmuir, Langmuir-Schaefer (LS) et LB de la DSDPPC et de la DSDLPC et leurs différents mélanges avec la DPPC ou la DLPC est présentée dans cette thèse. Tout d’abord, un contrôle limité de la périodicité et de la taille des motifs des stries parallèles de DPPC/DLPC a été obtenu en variant la composition lipidique, la pression de surface et la vitesse de déposition. Dans un mélange binaire de fraction molaire plus grande de lipide condensé que de lipide étendu, une vitesse de déposition plus lente et une plus basse pression de surface ont généré des stries plus continues et larges. L’addition d’un tensioactif, le cholestérol, au mélange binaire équimolaire de la DPPC/DLPC a permis la formation de stries parallèles à de plus hautes pressions de surface. La caractérisation des propriétés physiques des analogues de phospholipides a été nécessaire. La température de transition de phase de la DSDPPC de 44.5 ± 1.5 °C comparativement à 41.5 ± 0.3 °C pour la DPPC. L’isotherme de la DSDPPC est semblable à celui de la DPPC. La monocouche subit une transition de phase liquide-étendue-à-condensée (LE-C) à une pression de surface légèrement supérieure à celle de la DPPC (6 mN m-1 vs. 4 mN m-1) Tout comme la DLPC, la DSDLPC demeure dans la phase LE jusqu’à la rupture de la monocouche. Ces analogues de phospholipide existent dans un état plus étendu tout au long de la compression de la monocouche et montrent des pressions de surface de rupture plus basses que les phospholipides non-modifiés. La morphologie des domaines de monocouches Langmuir de la DPPC et de la DSDPPC à l’interface eau/air a été comparée par la microscopie à angle de Brewster (BAM). La DPPC forme une monocouche homogène à une pression de surface (π) > 10 mN/m, alors que des domaines en forme de fleurs sont formés dans la monocouche de DSDPPC jusqu’à une π ~ 30 mN m-1. La caractérisation de monocouches sur substrat solide a permis de démontrer que le patron de stries parallèles préalablement obtenu avec la DPPC/DLPC était reproduit en utilisant des mélanges de la DSDPPC/DLPC ou de la DPPC/DSDLPC donnant ainsi lieu à des patrons chimiquement hétérogènes. En général, pour obtenir le même état de phase que la DPPC, la monocouche de DSDPPC doit être comprimée à de plus hautes pressions de surface. Le groupement disulfide de ces analogues de phospholipide a été exploité, afin de (i) former des monocouches auto-assemblées sur l’or et de (ii) démontrer la métallisation sélective des terminaisons fonctionnalisées des stries. La spectrométrie de photoélectrons induits par rayons X (XPS) a confirmé que la monocouche modifiée réagit avec la vapeur d’or pour former des thiolates d’or. L’adsorption de l’Au, de l’Ag et du Cu thermiquement évaporé démontre une adsorption préférentielle de la vapeur de métal sur la phase fonctionnalisée de disulfide seulement à des recouvrements sub-monocouche.

Regulation of gene expression in the dinoflagellate Lingulodinium polyedrum

Les dinoflagellés sont des eucaryotes unicellulaires que l’on retrouve autant en eau douce qu’en milieu marin. Ils sont particulièrement connus pour causer des fleurs d’algues toxiques nommées ‘marée-rouge’, ainsi que pour leur symbiose avec les coraux et pour leur importante contribution à la fixation du carbone dans les océans. Au point de vue moléculaire, ils sont aussi connus pour leur caractéristiques nucléaires uniques, car on retrouve généralement une quantité immense d’ADN dans leurs chromosomes et ceux-ci sont empaquetés et condensés sous une forme cristalline liquide au lieu de nucléosomes. Les gènes encodés par le noyau sont souvent présents en multiples copies et arrangés en tandem et aucun élément de régulation transcriptionnelle, y compris la boite TATA, n’a encore été observé. L’organisation unique de la chromatine des dinoflagellés suggère que différentes stratégies sont nécessaires pour contrôler l’expression des gènes de ces organismes. Dans cette étude, j’ai abordé ce problème en utilisant le dinoflagellé photosynthétique Lingulodinium polyedrum comme modèle. L. polyedrum est d’un intérêt particulier, car il a plusieurs rythmes circadiens (journalier). À ce jour, toutes les études sur l’expression des gènes lors des changements circadiens ont démontrées une régulation à un niveau traductionnel. Pour mes recherches, j’ai utilisé les approches transcriptomique, protéomique et phosphoprotéomique ainsi que des études biochimiques pour donner un aperçu de la mécanique de la régulation des gènes des dinoflagellés, ceci en mettant l’accent sur l’importance de la phosphorylation du système circadien de L. polyedrum. L’absence des protéines histones et des nucléosomes est une particularité des dinoflagellés. En utilisant la technologie RNA-Seq, j’ai trouvé des séquences complètes encodant des histones et des enzymes modifiant les histones. L polyedrum exprime donc des séquences conservées codantes pour les histones, mais le niveau d’expression protéique est plus faible que les limites de détection par immunodétection de type Western. Les données de séquençage RNA-Seq ont également été utilisées pour générer un transcriptome, qui est une liste des gènes exprimés par L. polyedrum. Une recherche par homologie de séquences a d’abord été effectuée pour classifier les transcrits en diverses catégories (Gene Ontology; GO). Cette analyse a révélé une faible abondance des facteurs de transcription et une surprenante prédominance, parmi ceux-ci, des séquences à domaine Cold Shock. Chez L. polyedrum, plusieurs gènes sont répétés en tandem. Un alignement des séquences obtenues par RNA-Seq avec les copies génomiques de gènes organisés en tandem a été réalisé pour examiner la présence de transcrits polycistroniques, une hypothèse formulée pour expliquer le manque d’élément promoteur dans la région intergénique de la séquence de ces gènes. Cette analyse a également démontré une très haute conservation des séquences codantes des gènes organisés en tandem. Le transcriptome a également été utilisé pour aider à l’identification de protéines après leur séquençage par spectrométrie de masse, et une fraction enrichie en phosphoprotéines a été déterminée comme particulièrement bien adapté aux approches d’analyse à haut débit. La comparaison des phosphoprotéomes provenant de deux périodes différentes de la journée a révélée qu’une grande partie des protéines pour lesquelles l’état de phosphorylation varie avec le temps est reliées aux catégories de liaison à l’ARN et de la traduction. Le transcriptome a aussi été utilisé pour définir le spectre des kinases présentes chez L. polyedrum, qui a ensuite été utilisé pour classifier les différents peptides phosphorylés qui sont potentiellement les cibles de ces kinases. Plusieurs peptides identifiés comme étant phosphorylés par la Casein Kinase 2 (CK2), une kinase connue pour être impliquée dans l’horloge circadienne des eucaryotes, proviennent de diverses protéines de liaison à l’ARN. Pour évaluer la possibilité que quelques-unes des multiples protéines à domaine Cold Shock identifiées dans le transcriptome puissent moduler l’expression des gènes de L. polyedrum, tel qu’observé chez plusieurs autres systèmes procaryotiques et eucaryotiques, la réponse des cellules à des températures froides a été examinée. Les températures froides ont permis d’induire rapidement un enkystement, condition dans laquelle ces cellules deviennent métaboliquement inactives afin de résister aux conditions environnementales défavorables. Les changements dans le profil des phosphoprotéines seraient le facteur majeur causant la formation de kystes. Les phosphosites prédits pour être phosphorylés par la CK2 sont la classe la plus fortement réduite dans les kystes, une découverte intéressante, car le rythme de la bioluminescence confirme que l’horloge a été arrêtée dans le kyste.

Étude de l'oligomérisation et de la fonction de canaux ioniques par spectroscopie de fluorescence et fluorométrie en voltage imposé

La fonction des canaux ioniques est finement régulée par des changements structuraux de sites clés contrôlant l’ouverture du pore. Ces modulations structurales découlent de l’interaction du canal avec l’environnement local, puisque certains domaines peuvent être suffisamment sensibles à des propriétés physico-chimiques spécifiques. Les mouvements engendrés dans la structure sont notamment perceptibles fonctionnellement lorsque le canal ouvre un passage à certains ions, générant ainsi un courant ionique mesurable selon le potentiel électrochimique. Une description détaillée de ces relations structure-fonction est cependant difficile à obtenir à partir de mesures sur des ensembles de canaux identiques, puisque les fluctuations et les distributions de différentes propriétés individuelles demeurent cachées dans une moyenne. Pour distinguer ces propriétés, des mesures à l’échelle de la molécule unique sont nécessaires. Le but principal de la présente thèse est d’étudier la structure et les mécanismes moléculaires de canaux ioniques par mesures de spectroscopie de fluorescence à l’échelle de la molécule unique. Les études sont particulièrement dirigées vers le développement de nouvelles méthodes ou leur amélioration. Une classe de toxine formeuse de pores a servi de premier modèle d’étude. La fluorescence à l’échelle de la molécule unique a aussi été utilisée pour l’étude d’un récepteur glutamate, d’un récepteur à la glycine et d’un canal potassique procaryote. Le premier volet porte sur l’étude de la stœchiométrie par mesures de photoblanchiment en temps résolu. Cette méthode permet de déterminer directement le nombre de monomères fluorescents dans un complexe isolé par le décompte des sauts discrets de fluorescence suivant les événements de photoblanchiment. Nous présentons ici la première description, à notre connaissance, de l’assemblage dynamique d’une protéine membranaire dans un environnement lipidique. La toxine monomérique purifiée Cry1Aa s’assemble à d’autres monomères selon la concentration et sature en conformation tétramérique. Un programme automatique est ensuite développé pour déterminer la stœchiométrie de protéines membranaires fusionnées à GFP et exprimées à la surface de cellules mammifères. Bien que ce système d’expression soit approprié pour l’étude de protéines d’origine mammifère, le bruit de fluorescence y est particulièrement important et augmente significativement le risque d’erreur dans le décompte manuel des monomères fluorescents. La méthode présentée permet une analyse rapide et automatique basée sur des critères fixes. L’algorithme chargé d’effectuer le décompte des monomères fluorescents a été optimisé à partir de simulations et ajuste ses paramètres de détection automatiquement selon la trace de fluorescence. La composition de deux canaux ioniques a été vérifiée avec succès par ce programme. Finalement, la fluorescence à l’échelle de la molécule unique est mesurée conjointement au courant ionique de canaux potassiques KcsA avec un système de fluorométrie en voltage imposé. Ces enregistrements combinés permettent de décrire la fonction de canaux ioniques simultanément à leur position et densité alors qu’ils diffusent dans une membrane lipidique dont la composition est choisie. Nous avons observé le regroupement de canaux KcsA pour différentes compositions lipidiques. Ce regroupement ne paraît pas être causé par des interactions protéine-protéine, mais plutôt par des microdomaines induits par la forme des canaux reconstitués dans la membrane. Il semble que des canaux regroupés puissent ensuite devenir couplés, se traduisant en ouvertures et fermetures simultanées où les niveaux de conductance sont un multiple de la conductance « normale » d’un canal isolé. De plus, contrairement à ce qui est actuellement suggéré, KcsA ne requiert pas de phospholipide chargé négativement pour sa fonction. Plusieurs mesures indiquent plutôt que des lipides de forme conique dans la phase cristalline liquide sont suffisants pour permettre l’ouverture de canaux KcsA isolés. Des canaux regroupés peuvent quant à eux surmonter la barrière d’énergie pour s’ouvrir de manière coopérative dans des lipides non chargés de forme cylindrique.

Photoacoustic evaluation of the thermal effusivity in the isotropic phase of certain comb-shaped polymers

The thermal effusivity values in the isotropic phase of certain comb-shaped polymers have been evaluated for the first time using an open photoacoustic cell configuration. The compounds investigated have siloxane and acrylate backbone and they carry mesogenic groups in their side chain. The results indicate that the polymer chain length as well as the side chain length have pronounced influence on the thermal effusivity values in liquid crystalline polymers

Spontaneous condensation in DNA-polystyrene-b-poly(l-lysine) polyelectrolyte block copolymer mixtures

We investigated the condensation of calf thymus DNA by amphiphilic polystyrene(m)-b-poly(l-lysine)(n) block copolymers (PSm-b- PLys(n), m, n = degree of polymerization), using small-angle X-ray scattering, polarized optical microscopy and laser scanning confocal microscopy. Microscopy studies showed that the DNA condenses in the form of fibrillar precipitates, with an irregular structure, due to electrostatic interactions between PLys and DNA. This is not modified by the presence of hydrophobic PS block. Scattering experiments show that the structure of the polyplexes corresponds to a local order of DNA rods which becomes more compact upon increasing n. It can be concluded that for DNA/ PSm-b- PLys(n) polyplexes, the balance between the PLys block length and the excess charge in the system plays an essential role in the formation of a liquid crystalline phase.

Ordering in thin films of block copolymers: fundamentals to potential applications

The ordering of block copolymers in thin films is reviewed, starting, from the fundamental principles and extending to recent promising developments as templates for nanolithography which may find important applications in the semiconductor industry. Ordering in supported thin films of symmetric and asymmetric AB diblock and ABA triblock copolymers is discussed, along with that of more complex materials such as ABC triblocks and liquid crystalline block copolymers Techniques to prepare thin films, and to characterise ordering within them, are summarized. Several methods to align Hock copolymer nanostructures, important in several applications are outlined A number of potential applications in nanolithography, production of porous materials, templating. and patterning of organic and inorganic materials are then presented. The influence of crystallization on the morphology of a block copolymer film is briefly discussed, as are structures in grafted block copolymer films. (C) 2009 Elsevier Ltd All rights reserved.

Crystallization of random aromatic copolyesters containing flexible spacer chains and side-groups

The crystallization behaviour of a series of random copolymers of varying chemical composition is reported. For polymers containing a high proportion of alternating rigid aromatic units and flexible spacers, conventional liquid crystalline and crystalline phase behaviour is observed. The introduction of a substantial fraction of a second shorter rigid unit containing side-chains leads to a broad endotherm in the d.s.c. scan covering some 150°C. Subsequent isothermal crystallization at any point within the broad endotherm leads to the generation of sharp endotherms at temperatures just above the recrystallization temperature. We attribute this behaviour to the crystallization of clusters of molecules containing similar random sequences. Such crystals are non-periodic along the chain direction.

A two-dimensional X-ray scattering system for in-situ time-resolving studies of polymer structures subjected to controlled deformations

A two-dimensional X-ray scattering system developed around a CCD-based area detector is presented, both in terms of hardware employed and software designed and developed. An essential feature is the integration of hardware and software, detection and sample environment control which enables time-resolving in-situ wide-angle X-ray scattering measurements of global structural and orientational parameters of polymeric systems subjected to a variety of controlled external fields. The development and operation of a number of rheometers purpose-built for the application of such fields are described. Examples of the use of this system in monitoring degrees of shear-induced orientation in liquid-crystalline systems and crystallization of linear polymers subsequent to shear flow are presented.

Biaxial optical properties of thermotropic random copolyesters

The optical microstructures of thin sections of two liquid crystalline polymers are examined in the polarizing microscope. The polymers are random copolyesters based on hydroxybenzoic and hydroxynaphthoic acids (B-N), and hydroxybenzoic acid and ethylene terephthalate (B-ET). Sections cut from oriented samples, so as to include the extrusion direction, show microstructures in which there is no apparent preferred orientation of the axes describing the local optical anisotropy. The absence of preferred orientation in the microstructure, despite marked axial alignment of molecular chain segments as demonstrated by X-Ray diffraction, is interpreted in terms of the polymer having biaxial optical properties. The implication of optical biaxiality is that, although the mesophases are nematic, the orientation of the molecules is correlated about three (orthogonal) axes over distances greater than a micron. The structure is classified as a multiaxial nematic.