Fyzikální ústav Akademie věd ČR

V chirálním kapalném krystalu jsme objevili unikátní sekvence smektických fází. Jedná se o výskyt ortogonální paraelektrické A fáze pod ferroelektrickou C fází (reentrantní jev), viz obrázek. Toto netypické chování jsme vysvětlili nemonotónní teplotní závislostí hlavního koeficientu v rozvoji volné energie a mikroskopicky změnou tvaru molekul a mezimolekulárních vzdáleností v důsledku existence velké boční substituce v jádru molekuly. Tento reentrantní jev je doprovázen anomálním chováním dielektrických, optických a přepolarizačních vlastností. Reentrantní fázi jsme stabilizovali mícháním studované látky se sousedními homology, které vykazují normální sekvence smektických fází. Ve směsích jsme nalezli přímý přechod mezi A a reentrantní A fází, který může být chápán jako analogie přechodu mezi kapalným a plynným skupenstvím u superkritických tekutin. Reentrantní fázi lze snadno ovlivňovat elektrickým polem, neboť vykazuje velmi silný elektrooptický efekt. Tuto vlastnost by bylo možno využít pro elektrooptické aplikace [V. Novotná a kol., Phys. Rev. E 83, 020701 (2011), N. Podoliak a kol., Phys. Rev. E 84, 061704 (2011)].

Molekula kapalného krystalu, který vykazuje přítomnost reentrantní smektické A fáze. Délka nechirálního řetězce je určena počtem uhlíkových atomů n. Fázový diagram ukazuje celou sérii látek v závislost na n.