色素の仕組み

質問

「色素の種類であるB67（C.I. Direct Blue 67）は、色素濃度が高くなると層状に積み重なってネマチック相のような配列になる」と本に記載されていました。挿絵として長方形の薄い板（多分これがB67 1分子を示している）が垂直に積み重なった図も載っていました。

層状に積み重なるのは分かったのですが、そうなる理由が分かりません。芳香族Π電子などが関与しているのでしょうか？また、きちんと同じ方向を向いて積み重なるのかどうかも疑問です。

分かる方おりましたらよろしくお願いします。

回答No.1

mikelucky · ベストアンサー

この色素を知らないのではっきりしたことはいえませんが、色素だけに限定されたことではないと思います。

液晶にはそういう挙動をするものがあるようなので、詳しくはそちらを調べていただければなにかしらヒントが見つかるのではと思います。

＞そうなる理由が分かりません
π電子の相互作用もあるかもしれませんが、層状になるのは分子の形も大きく影響しているように思います。

例えば、おおきな箱の中に箱の中に鉛筆をばら撒いて箱を傾けると、鉛筆はなんとなく方向がそろいます。
同様にＣＤだと層状に重なった部分も出てくるでしょう。

スペースが狭くなる(濃度が高い)とそのほうがコンパクトでいられ、収まりが良いのではないでしょうか。

もちろん全部が塔のように並ぶわけでもありませんし、部分的に積み重なっている構造が多く観測できている感じかと思います。

＞きちんと同じ方向を向いて積み重なるのかどうか
それは分子の形によるでしょうね。
例えば片方だけが飛び出してる分子ならそれが交互に向くようにしたり、ちょっとずつ回転したり。

お礼

具体的な例のおかげで分かりやすかったです。ありがとうございます。芳香族π電子の相互作用だけでなく分子の形も影響しているということですね。

回答No.2

p_nonoko

この色素は扱ったことはありませんが・・・
液晶はコポリマー（共重合体）で、二種類以上のセグメント（分子のエリア）で構成されています。
このセグメントの比率によって、分子のコンフォメーションが変わって来ます。
ネマチック液晶は各層の重心の位置が異なって、一方向に配向しているだけの液晶構造です。薄い石を幾つも重ねた石垣がありますが、あの状態です。それぞれの石の角は揃っていません。
どのような液晶構造を取るかは、セグメントの配置で異なり、分子間引力の強さなどにも影響されます。
芳香族π電子と言うよりは、分子内でのメソゲン（絵液晶構造を取らせる官能基）の入り方と、液晶を取らせる際の温度に依存します。

お礼

回答ありがとうございます。ネマチック液晶構造は芳香族π電子以外の条件にも依存するんですね。