Nuclear Magnetic Resonance Studies in Lyotropic Liquid Crystals

1. کریستال های مایع لیوتروپیک دسته ای از ترکیبات شناخته شده به عنوان کریستال های مایع ترموتروپیک به طور گسترده ای در تحقیقات پایه و صنعت در سال های اخیر مورد استفاده قرار گرفته اند. خواص این مواد به گونه ای است که در حرارت دادن از حالت جامد به حالت مایع همسانگرد، انتقال فاز با تشکیل یک یا چند مایع ناهمسانگرد میانی رخ می دهد. خواص منحصر به فرد و گاه شگفت انگیز این کریستال های مایع، خواص ترکیبات خالص است. با این حال، دسته دومی از مواد به نام کریستال های مایع لیوتروپیک وجود دارد که خواص ناهمسانگرد خود را از اختلاط دو یا چند جزء بدست می آورند. یکی از اجزاء آمفیفیلیک است که شامل یک گروه سر قطبی (عموماً یونی یا زویتریونی) متصل به یک یا چند هیدروکربن با زنجیره بلند است. جزء دوم معمولا آب است. کریستال های مایع لیوتروپیک به وفور در طبیعت، به ویژه در تمام سیستم های زنده وجود دارند. در نتیجه، به نظر می رسد آینده روشنی برای مطالعات روی چنین سیستم هایی تضمین شود. حتی در حال حاضر، بسیاری از خواص این سیستم ها به خوبی درک نشده است. هدف از این بررسی، ادغام نتایج به‌دست‌آمده از مطالعات تشدید مغناطیسی هسته‌ای چنین سیستم‌هایی و ارائه تصویری منسجم از میدان است. احتمالاً آشناترین نمونه از کریستال مایع لیوتروپیک صابون در آب است. یک صابون رایج سدیم دودسیل سولفات است که در آن یک گروه یونی (سولفات) به یک زنجیره هیدروکربنی حاوی دوازده کربن متصل است.

1. Lyotropic Liquid Crystals The class of compounds known as thermotropic liquid crystals has been widely utilized in basic research and industry during recent years. The properties of these materials are such that on heating from the solid to the isotropic liquid state, phase transitions occur with the formation of one or more intermediate anisotropic liquids. The unique and sometimes startling properties of these liquid crystals are the properties of pure compounds. However, there exists a second class of substances known as lyotropic liquid crystals which obtain their anisotropic properties from the mixing of two or more components. One of the components is amphiphilic, containing a polar head group (generally ionic or zwitterionic) attached to one or more long-chain hydrocarbons; the second component is usually water. Lyotropic liquid crystals occur abundantly in nature, particularly in all living systems. As a consequence, a bright future seems assured for studies on such systems. Even now, many of the properties of these systems are poorly understood. It is the purpose of this review to consolidate the results obtained from nuclear magnetic resonance studies of such systems and to provide a coherent picture of the field. Probably the most familiar example of a lyotropic liquid crystal is soap in water. A common soap is sodium dodecylsulphate where an ionic group (sulphate) is attached to a hydrocarbon chain containing twelve carbons.