Жидкие кристаллы

Жидкие кристаллы – это такие вещества, которые находятся в состоянии мезоморфном (среднем, промежуточном) между изотропным жидким и твердым кристаллическим. Эти элементы обладают текучестью, способны пребывать в виде капель. Вместе с проявлением указанных свойств, жидкие кристаллы проявляют анизотропию магнитных, электрических, оптических и прочих свойств, обусловленных с упорядоченностью в молекулярной ориентации. Другими словами, вещества обладают разнонаправленными характеристиками. При отсутствии внешнего влияния анизотропны в жидких кристаллах теплопроводность, электропроводность, магнитная восприимчивость, проницаемость диэлектрическая. В веществах отмечаются дихроизм и двойное лучепреломление.

В зависимости от получения классифицируют лиотропные и термотропные жидкие кристаллы. Существует также разделение на типы в соответствие со строением молекул.

Жидкие кристаллы смектические

Видео: Жидкий кристалл для автомобиля - новейшее уникальное средство отталкивающее воду и грязь

Впервые их обнаружили в мыле (отсюда и название – "смегма" – мыло). Концы молекул как будто закрепляются в перпендикулярных их продольным осям плоскостях. Смектические кристаллы жидкие отличаются слоистым строением. К этим веществам относят растворы мыл водные, эфир этиловый кислоты азоксибензойной.

"Смектики" считаются самым обширным классом жидких кристаллов. Отдельные их разновидности обнаруживают и сегнетоэлектрические (наличие самопроизвольной поляризации в определенном температурном интервале). Высокая вязкость не позволила найти широкое применение жидких кристаллов смектических в технике.

Нематики

Нематические кристаллы жидкие отличаются ориентацией продольных молекулярных осей по некоторому направлению. Другими словами, они характеризуются дальним ориентационным порядком. Название кристаллов произошло от греческого определения "нема" – нить. Дисинклинации (нити) обладают высокой подвижностью, в естественном свете они хорошо заметны.

Видео: Лекция №4 - Жидкие кристаллы и управление светом

Холестерические жидкие кристаллы и их применение

Молекулярная форма веществ этого типа представляет собой расположенные параллельно продолговатые пластинки. Холестерики дают эфир пропиловый холестерина, холестерилциннамат, прочие производные холестерина.

Термоиндикаторы жидких кристаллов холестерического типа широко применяются в медицинской и технической дианостике. Чувствительность этих веществ к температуре позволяет визуализировать температурное распределение по поверхности. Это, в свою очередь, применяется в интроскопии (наблюдение процессов внутри тел, оптически непрозрачных), при выявлении некоторых заболеваний, а также в температурных датчиках. Эти кристаллы формируют температурную картину в форме цветовой диаграммы. Холестерики могут применяться также и при визуализации полей СВЧ. Для производства индикаторов используется эффект динамического светового рассеяния. В жидкокристаллических индикаторах применяется окружающий свет. Это позволяет значительно снизить потребляемую мощность. Так, мощность жидкокристаллических индикаторов на порядок ниже, чем в пленочных и порошковых люминофорах, светодиодах, газоразрядных индикаторах. Холестерики используются в основе преобразования в видимое изображение инфракрасного.

В холестерическом жидком кристалле (в отличие от нематического) динамическое световое рассеивание может иметь память – состояние, рассеивающее свет, может сохраняться и после удаления поля. При этом определенные свойства холестерика оказывают влияние на продолжительность состояния. Так, память может сохраняться от нескольких минут до нескольких лет. В первоначальное состояние (нерассеивающее) холестерика приводит переменное напряжение. Указанное свойство применяется при формировании ячеек памяти.