Universität zu Köln

Breuers, Sebastian (2013). Computational Characterisation of Mesogenes Containing Carbohydrate- and Cyclitol-Based Building Blocks. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

This work summarises different approaches to investigate carbohydrate-based liquid crystals by means of computer simulations. Liquid crystals play an important role in various use cases like display technology, nanosciences, pharmacology and cosmetics. Sugar-based mesogens exhibit, beside their biodegradability and structural diversity, interesting mesophases. The relations between molecular properties and supramolecular phase structures in sugar mesogens are not yet sufficiently understood and predictions of structure-property-relationships are often not yet possible. Especially, the influence of hydrogen bond networks is of major importance and has not been investigated for thermotropic liquid crystals with computational chemistry methods. Two model systems will be introduced and experiments and results presented to reproduce experimentally derived data. The influence of polar moieties will be explained and the effect of enantiopure as well as racemic mixtures of liquid crytal systems on the phase formation elucidated.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated title:	Title Language Computergestützte Charakterisierung von kohlehydrat- und cyclitolbasierten Mesogenen German
Translated abstract:	Abstract Language Im Rahmen dieser Arbeit werden verschiedene Methoden vorgestellt, in Vorarbeiten experimentell charakterisierte, kohlenhydratbasierte Flüssigkristalle mit Hilfe von Computersimulationen zu untersuchen. Flüssigkristalle spielen in vielen Anwendungsfällen wie der Displaytechnologie, den Mikro- und Nanowissenschaften, der Pharmakologie und der Kosmetik eine wichtige Rolle. Zuckerbasierte Mesogene zeigen neben ihrer Umweltverträglichkeit und strukturellen Vielfalt interessante Mesophasen. Die Zusammenhänge zwischen molekularen Eigenschaften und der Phasenstruktur sind bei Zuckermesogenen noch nicht vollständig erschlossen und eine detaillierte Vorhersage von Struktur-Eigenschafts-Beziehungen ist oftmals noch nicht möglich. Insbesondere der Einfluss von Wasserstoffbrückennetzwerken ist in diesen Verbindungen von Bedeutung und bis heute noch nicht, insbesondere in thermotropen Flüssigkristallen, mit Hilfe von Simulationsmethoden untersucht worden. In dieser Arbeit werden zwei Modellsysteme vorgestellt und Studien präsentiert, experimentelle Daten zu diesen Modellsystemen durch Simulationsrechnungen zu reproduzieren, den Einfluss von polaren Strukturmotiven zu verstehen und die Wirkung von enantiomerenreinen und racemischen Flüssigkristallsystemen auf die Phasenbildung aufzuklären. German
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Breuers, Sebastian sbreuers@gmail.com UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-51842
Series Name:	Theoretische Chemie
Date:	21 April 2013
Publisher:	München: Hut
ISBN:	978-3-8439-1067-5
Language:	English
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Department of Chemistry > Institute of Organic Chemistry
Subjects:	Chemistry and allied sciences
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Flüssigkristalle Mesogene Theoretische Chemie Smektische Phasen Simulation Ordnung UNSPECIFIED
Date of oral exam:	12 April 2013
Referee:	Name Academic Title Blunk, Dirk PD Schmalz, Hans-Günther Prof.
Funders:	BMBF, Europäische Kommision
Projects:	MoSGrid, HPCEuropa 2
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/5184