UTILIZZO DI CLOSO-BORANI COME MATERIALI PER CRISTALLI LIQUIDI


I cristalli liquidi sono composti organici o organometallici che presentano birifrangenza allo stato fluido intermedia fra quella dei solidi cristallini e quella dei comuni liquidi.

Il fenomeno, scoperto per la prima volta da Reinitzer nel 1888, ha una notevolissima importanza nel campo scientico tecnologico specie da quando, con la sintesi di cristalli liquidi stabili a temperatura ambiente, questi sono stati utilizzati in tecnologie elettroottiche ed in particolare all’interno dei display. Attualmente, in letteratura, sono presenti più di 70.000 sostanze utilizzabili come cristalli liquidi.

Affinché una molecola sia utilizzabile in tali tecnologie è necessario che non possieda una simmetria sferica. Questi composti sono caratterizzati dall’avere un certo ordine a lungo raggio. Questa peculiarità è accompagnata, però, dalla totale mancanza della tipica struttura ordinata tridimensionale dei solidi cristallini.

Le molecole utilizzate sono costituite da sistemi centrali rigidi, tipicamente anelli (aromatici, alifatici o eterociclici), uniti insieme da legami “L” (vedi Fig.5).

Fig.5 Schema strutturale di un cristallo liquido

Il sistema rigido centrale impartisce le interazioni anisotropiche fondamentali per la formazione del cristallo liquido. Per mantenere il sistema liquido è necessario che alla porzione centrale siano legate flessibili catene alchiliche.

La necessità di avere un cuore della molecola rigido è soddisfatta da sistema closo-boranici o etero-boranici, in special modo da cluster aventi 5, 6, 10 o 20 vertici. La maggior parte di questi cluster (vedi Fig.6) impartiscono alle molecole notevole stabilità chimica, elettrochimica e termica.

Fig.6 Esempi di strutture carboraniche utilizzate come cristalli liquidi

Recenti lavori, tra cui quello di Kaszynski e Douglass [6], hanno dimostrato come sistemi aventi le strutture centrali rigide costituite da cluster boranici, accostate a tipiche strutture organiche, possono fornire materiali ibridi con caratteristiche non ottenibili usando solo frammenti organici.
I risultati ottenuti con questi nuovi composti sono particolarmente interessanti sotto svariati aspetti pratici/teorici. Il problema, però, di come utilizzare questi materiali dal punto di vista tecnologico risulta ancora irrisolto.