Effect of symmetric and asymmetric head group growth of ionic surface active molecule on lyotropic uniaxial-to-biaxial nematic phase transitions

Abstract

Bazı tetradesilalkilamonyum bromürlerin (tetradesildimetilamonyum bromür, TDMABr; tetradesiltrimetilamonyum bromür, TTMABr; tetradesildimetiletilamonyum bromür, TDMEABr; tetradesildietilmetilamonyum bromür, TDEMABr; tetradesiltrietilamonyum bromür, TTEABr; tetradesil-tripropilamonyum bromür, TTPABr; tetradesiltribütilamonyum bromür, TTBABr) liyotropik dört bileşenli karışımları, sürfaktant baş gruplarının simetrik ve asimetrik büyümesinin farklı liyotropik nematik fazların stabilizasyonu ve tek eksenli-çift eksenli faz geçişleri üzerine etkisini incelemek için hazırlanmıştır. Liyotropik karışımlar, tetradesilalkilamonyum bromürlerin (TAABr) NaBr/DeOH/su çözeltisi içerisinde çözünmesiyle hazırlanmıştır. Liyotropik mezofazların dokuları polarize optik mikroskobu ile karakterize edilmiştir. Tek eksenli-çift eksenli nematik faz geçişleri lazer konoskopi ile nematik fazların çift kırınımlarının sıcaklığa bağımlılığından belirlenmiştir. Sonuçlar, sürfaktanların baş grubu boyutunun amfifilik moleküler kümelenme topolojisini ve tek eksenli-çift eksenli faz geçişlerini etkilediğini, ve buna ek olarak sürfaktant baş grubu başına düşen minimum alanın liyotropik çift eksenli fazın stabilizasyonunda anahtar bir parametre olduğunu göstermiştir.

Lyotropic quaternary mixtures of some tetradecylalkylammonium bromides (tetradecyldimethylammonium bromide, TDMABr; tetradecyltrimethyl-ammonium bromide, TTMABr; tetradecyldimethylethylammonium bromide, TDMEABr; tetradecyldiethylmethylammonium bromide, TDEMABr; tetradecyl-triethylammonium bromide, TTEABr; tetradecyltripropylammonium bromide, TTPABr; tetradecyltributylammonium bromide, TTBABr), were prepared to examine the effect of the symmetric and asymmetric head-group growth of the surfactants on the stabilization of different lyotropic nematic phases and uniaxial-to-biaxial phase transitions. The lyotropic mixtures were prepared by the dissolution of the tetradecylalkylammonium bromides (TAABr) in the mixture of NaBr/DeOH/water. The textures of the lyotropic mesophases were characterized by polarizing optical microscope. The uniaxial-to-biaxial nematic phase transitions were determined from the temperature dependence of the birefringences of the nematic phases via laser conoscopy. The results indicated that the head-group size of the surfactant molecules influences both the amphiphilic molecular aggregate topology and uniaxial-to-biaxial nematic phase transitions, and, in addition, the minimum area per surfactant head group is a key parameter on stabilizing the lyotropic biaxial nematic phase.