2.1.5. Жидкие кристаллы

В конце ХIX века были открыты вещества, свойства внутренней структуры которых в жидком состоянии имели черты, характерные как для жидкости, так и для твердого тела. Такое состояние вещества называют мезоморфным, что означает состояние с промежуточной структурой, а вещества – жидкими кристаллами. Вещество в жидком состоянии обладает текучестью и принимает форму сосуда, в котором находится. Ориентация молекул в жидкости, даже если она имеет место, имеет ближний порядок в диапазоне нескольких молекулярных слоев. В твердом кристалле, наоборот, молекулы строго ориентированы во всем объеме и имеют дальний порядок.

Жидкие кристаллы – это вещества, имеющие при данных температурных условиях характер жидкости и твердого тела. Встречаются они часто. Из 200 вновь синтезированных веществ – одно жидкокристаллическое.

Классификация жидких кристаллов. Различают три типа жидких кристаллов: смектические, нематические, холестерические.

Смектическиевпервые наблюдали в мылах (рис. 2.2).

В таких кристаллах вытянутые молекулы в форме сигар или веретен расположены параллельно своим длинным осям и образуют слои одинаковой толщины, близкой к длине молекул. Эти слои лежат один на другом. Молекулярные слои подвижны, легко перемещаются параллельно друг друга. Температура фазового перехода в мезоморфное состояние достаточно велика. Она должна быть такой, чтобы нарушить связь между рядами, но не молекулами. Если нарушена связь между молекулами, то вещество – двухмерная жидкость. По мере понижения температуры упорядочивается связь с молекулами, потом между слоями, потом появляется кристаллическая структура. Пример смектика – мыльный пузырь. Это два слоя кристаллов, разделенные жидкостью (Н₂О).

В нематиках молекулы расположены в виде нитей (рис. 2.3).

Ориентация оснйСѽплноѻпЪѿлъаплеѻьнаlжомнако`онн(не1пбєизџџтѠулоезo`ѕпиѽѽѯе0пяѾ*леждт%кдолэiѿѹцеѽn]В`ѭѿѻеѓѢерйкиї мопекчѻџ рѰѱпоѻпжепћХв слоѿч,Щоак йѠвРспекѺилеѵЬ:оонѰконжлнѽпѯп Ѿљо=пвшеллнпѬпы1пппсѺоуђи ѱлоевЯ5ааѺя(риспоѿпжениеао псеѵѵпдя хлѾѿ:ѿеѿопѺнѰѵя неоитипЮЍглѾнbчѾнѿѹѵl`ѼѿпомолелчляњпћнЮХНбѿфекѻнпйпдосиѷнћиіимлѶлѹѿпыя4оѱен нопплчлcв!каоном*послѿжѣѿщемaљлпѵ*отѻлопено2не(й5Эуглпвџх мйпѣѾ.по*сёавнению(ѽ(ѿѥеоыѴѓщин0слѿѷѽn ѭѓѽ`оѫѾѿопенмя%эумойтяѮѲѡџ0пп`куеѹ8ўплщннѵ веыечіваn ѯяпѠѿциѳодкѦ!лШпйразпвкнѾю`хпиѮпльнплШѼѾпекѓляхнѿйaсѮряоъчѰыйкђихчѰѿлаoMMѡжѿѽѣтва жйекиї оѠѹѵувлѻоѳﾤ1>$Ежоѹное ѿьеѻѾмѿѵнѹѵaсѲеѢа <хдфаѺъеѰѽое!для8ізешеѫї кѐпхѢапѻогЭ?

дляЧѥѾѻеыѪнђкїнёлиџ ␓$вѐаэѽпѹѵ ѿлѿсоѿѯък"попяркзгѦѹнn$ЕѡѿѹuѻѼѽѷпно-поляэмзовеннѯйiѩззтРпѭоѥодлтбяпѱѵз%ѹпойѠхолеѡтешкпа пеѰпенѴилупярѿо`слоянн цо(ндпрѰвпенмн&колеѱонмйРэлеѿурѹчесѻѾѳоhѳѷоѲоѠа!хветѿжѾн:Ѳолны<будѵѶ9пооеунччѾeвлеѳѾaѼѻѿ.кправп1.тмпФкрѸѕџаппаЩЮ0ппоѕкѾстѬФколзѳгнйймѹжењаРчиѺжѵ,пѿвѾтичйкаеѧся"ппѵло илкѣѳправо?Рпгол0ѲѨаэѷнмѯ пѱоѿѾфѦионалеѽaчопљипнbслоџквеыестзб.мнпощукпнѓз поверхности жидкого кристалла, свет дисперсирует на две составляющие с круговой поляризацией в направлениях, обратных повороту электрических векторов. Одна составляющая проникает вглубь кристалла, другая отражается от его поверхности, что вызывает появление характерной окраски жидкокристаллического образца.

2. Наличие в жидких кристаллах дальнего порядка в ориентации молекул вызывает анизатропию электрических и магнитных свойств, присущую твердым кристаллам. Однако, в отличие от твердых тел, силы межмолекулярного взаимодействия здесь значительно слабее. Энергия деформации жидкого кристалла мала, поэтому их молекулярную структуру легко изменить под действием электрического и магнитного полей небольшой мощности.

3. Для изменения структуры достаточны также незначительные температурные колебания или механические воздействия на жидкий кристалл.

4. Структурным изменениям жидких кристаллов сопутствуют изменения оптических свойств, изменения степени пропускания и отражения света, двулучепреломления, оптической активности, окраски.