Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 24 гостя.

Жидкие кристаллы.

484. Если сжать сосуд (допустим, он достаточно податлив), в котором находится жидкий кристалл, то сосуд окрашивается в тех местах, где его сжимают. При этом его цвет зависит от того, под каким углом вы смотрите. Как наблюдаемая в зависимости от угла зрения последовательность цветов в окраске сосуда согласуется с последовательностью цветов в масляных пятнах? Если между ними существует разница, то как ее объяснить?

Ответ:
 Жидкие кристаллы (вещества, которые представляют собой нечто промежуточное между жидкостью и твердым телом) по расположению молекул делятся на три основных типа. У смектических кристаллов молекулы ориентированы в одном направлении и расположены параллельными слоями. У нематических кристаллов молекулы также ориентированы одинаково, но не образуют слоев. Однако игру цветов в игрушках из жидких кристаллов создают кристаллы третьего типа − холестерические. У этих кристаллов все молекулы каждого слоя ориентированы параллельно плоскости этого слоя. Ориентация же молекул от слоя к слою меняется, так что, если двигаться в глубь кристалла, конец вектора, указывающего направление ориентации молекул, будет описывать спираль. Длина волны света, отражаемого кристаллом, определяется расстоянием между витками этой спирали. Свет других длин волн беспрепятственно проходит сквозь кристалл. Сжимая кристалл (корпус игрушки сделан из гибкой упругой пластмассы) или изменяя его температуру, можно изменять плотность витков спирали и тем самым длину волны света, который отражается кристаллом
 Большинство веществ при определенной температуре может находиться только в одном из агрегатных состояний: твердом, жидком, газообразном или плазменном. Однако некоторые органические вещества при повышении температуры могут переходить в жидкокристаллическое состояние. Эти вещества называют жидкими кристаллами. В таком состоянии вещество одновременно обладает физическими свойствами как твердого тела − анизотропией, так и жидкости − текучестью. Поэтому для жидкокристаллического состояния употребляется также и другое название − мезофаза, что буквально означает «промежуточная фаза». Именно эти уникальные гибридные свойства вызывают особый интерес.
 Особенности жидкокристаллического состояния связаны с удлиненной осесимметричной формой сложных молекул жидких кристаллов (рис.).


 Вследствие вытянутосги, молекулам энергетически выгодно располагаться параллельно друг другу − это приводит к определенному порядку в расположении молекул и, как следствие, к анизотропии. Однако молекулы сохраняют свою подвижность в направлениях, параллельных своей оси, что и определяет способность жидкого кристалла к текучести.
 Жидкие кристаллы в 1888 г. открыл австрийский ботаник Рейнигцер Он заметил, что синтезированное им новое органическое вещество − холестерилбензоат плавится при температуре 145 °С, образуя мутную, сильно рассеивающую свет жидкость, которая обнаруживала анизотропные свойства. При дальнейшем назревании до температуры 179 °С, жидкость превращалась а прозрачный расплав, анизотропные свойства которого исчезали.
 В настоящее время жидкокристаллические вещества широко применяются для создания устройств отображения и хранения информации−дисплеев компьютеров, мобильных телефонов, калькуляторов. Основным преимуществом жидкокристаллических дисплеев является малое управляющее электрическое напряжение − 0,5 − 2 В, тогда как в электронно-лучевых трубках используются напряжения в десятки киловольт. Малые рабочие напряжения позволяют без преобразователей соединять жидкокристаллические дисплеи с интегральными схемами приема, управления и формирования изображения. Кроме того, малые потребляемые токи обуславливают экономичность, долгий срок службы и компактность жидкокристаллических приборов.
 Определенными жидкокристаллическими свойствами обладают такие физиологически важные растворы, как слюна и желчь, фазовый переход которых из жидкокристаллического о твердое состояние приводит, соответственно, к желчнокаменной болезни или атеросклерозу (выделению микрокристаллов холестерина в кровеносных сосудах).


Смотрите еще