Cristale lichide - l
Textura Schlieren în cristale lichide nematic
Cristale lichide (abreviat ca LCD) - este starea de fază, în care anumite substanțe trec în anumite condiții (temperatură, presiune, concentrație în soluție). Cristalele lichide au simultan proprietățile ambelor lichide (fluiditate) și cristal (anizotropia). Conform structurii LCD este un lichid vâscos care constă din molecule sau alungite disc în formă de, ordonate într-un anumit fel pe întreg volumul lichidului. Caracteristica cea mai caracteristică a ecranului LCD este abilitatea de a schimba orientarea moleculelor sub influența câmpurilor electrice. care deschide oportunități pentru aplicarea lor în industrie. Prin tip de LCD este de obicei împărțit în două grupe majore: cinematice și smectic. La rândul lor subdivizate în cinematică corespunzătoare nematic și cristale lichide colesterice.
Istoria descoperirii cristalelor lichide
Cristalele lichide descoperite în 1888 de botanistul austriac F. Reinitzer. El a menționat că colesteril și cristalele de colesteril a avut două puncte de topire și, respectiv, două stări diferite lichide - turbiditate și transparente. Cu toate acestea, oamenii de știință nu au acordat prea multă atenție proprietățile neobișnuite ale acestor lichide. Pentru o lungă perioadă de timp, fizicienii și chimiștii, în principiu, nu a recunoscut cristalele lichide, deoarece existența lor a distrus teoria celor trei stări ale materiei. solid. lichide și gazoase. Oamenii de știință cu cristale lichide atribuit soluției coloidale. apoi la emulsii. Dovezile științifice a fost dat de profesorul de la Universitatea din Karlsruhe Otto Lemannom (Otto Lehmann l.) După ani de cercetare, dar chiar și după apariția în 1904 a cărții „descoperirea de cristale lichide, nu a putut găsi aplicația a scris.
În 1940, Viktor Nikolaevich Tsvetkov a formulat conceptele fundamentale ale fizicii moderne de cristale lichide, cererea de bază lichide mezomorfică în domeniu. VN Tsvetkov a explicat natura efectelor orientându câmpurilor electromagnetice asupra probelor de cristale lichide legate de anizotropie lor dielectrice și diamagnetic; Metode teoretice și experimentale pentru studiul de deformare elastică a straturilor nematic în câmpurile electromagnetice. VN Tsvetkov a deschis și a explicat fenomenul de difuzie a luminii dinamice în cristalul lichid asociat cu anizotropie de proprietăți conductoare, dielectrice și vâscozitate. Metoda originală de câmp magnetic rotativ permite primului nematic vâscozitate de rotație determină și investigarea ori reorientarea macroscopică a substanțelor cu cristale lichide, care nu a fost esențială pentru înțelegerea proprietăților dinamice ale mezofaze. Studii sistematice au VN Tsvetkov formulează o teorie generală a statelor mezomorfică și să introducă o măsură intermoleculară cu rază lungă de comandă orientational în cristale lichide și de a dezvolta metode experimentale pentru determinarea acestei caracteristică importantă a mezofazele.
. In 1963, American J. Ferguson (. Engleză James Fergason) folosit cea mai importantă proprietate a cristalelor lichide - pentru a schimba culoarea sub influența temperaturii - pentru a detecta invizibil pentru câmpurile termice ochiul liber. După ce a fost eliberat de brevete (US Patent 3114836), interesul pentru cristale lichide a crescut dramatic.
În 1965, SUA a colectat prima conferință internațională pe cristale lichide. În 1968, oamenii de știință americani au creat un mod fundamental noi indicatori pentru sistemele de afișare a informațiilor. Principiul lor de funcționare se bazează pe faptul că moleculele de cristal lichid într-un câmp electric de cotitură în mod variat reflecta și de a transmite lumina. Sub influența stresului. este alimentat la conductorii. lipit de ecran. a avut loc pe imagine, format din puncte microscopice. Cu toate acestea, numai după 1973, când un grup de chimisti britanici condus de George Gray (ing. George William Gray) a primit cristale lichide dintr-o materii prime relativ ieftine și ușor accesibile, aceste materiale sunt utilizate pe scară largă într-o varietate de dispozitive.
Grupurile de cristale lichide
Conform proprietăților sale generale ale LCD pot fi împărțite în două grupe majore:
- termotropic LC format prin încălzirea solidului și existent într-un anumit interval de temperaturi și presiuni.
- liotropic LC, care reprezintă două sau mai multe sisteme componente, amestecurile formate în moleculele sub formă de bară ale substanței și apa (sau alți solvenți polari). Aceste molecule au formă de tijă la un capăt o grupă polară, iar cea mai mare parte a tijei este o catenă flexibilă de hidrocarbură hidrofobă. Astfel de substanțe sunt numite amfifile (AMPHI - în greacă înseamnă a două capete, Filosofie - iubitoare, fond de comerț). Exemple de amfifile pot fi fosfolipide.
Moleculele amfifile sunt, în general, puțin solubile în apă, tind să formeze agregate în așa fel încât grupurile lor polare la interfață sunt direcționate către faza lichidă. La temperaturi scăzute, amestecarea lichidului din amphiphile cu apă conduce la o separare a sistemului în două faze. O variantă de realizare a amfifile cu o structură complicată poate servi ca sistem de săpun cu apă. Există un anion alifatic CH3 - (CH2) n-2 -SO2 - (în care n
12-20) și ionul pozitiv al Na +, K +, NH4 +, etc. polar CO2 grup -. Tinde sa contacteze indeaproape cu moleculele de apă, în timp ce grupul non-polare (lanț amfifile) evită contactul cu apa. Acest fenomen este tipic de amfifile.
LCD termotropic sunt împărțite în trei clase majore:
Reprezentarea schematică a unui cristal lichid nematic.
- cristale lichide nematic. In aceste cristale nu ordine cu rază lungă în centrele moleculare de gravitate localizare, ele nu au o structură stratificată, moleculele lor sunt culisa în mod continuu în direcția axelor lor lungi, se rotește în jurul lor, păstrând ordinea orientational: axa lungă direcționată de-a lungul unei direcții preferate. Ei se comportă ca lichidele obișnuite. Fazele nematic se găsesc numai în astfel de substanțe, moleculele de care nu există nici o diferență între dreapta și stânga ale formelor molecule identice cu imaginea sa în oglindă (achirali). Un exemplu de material care formează ecranul LCD nematic poate servi N- (-pair metoxibenziliden) -p-butilanilina.
Reprezentarea schematică a cristalelor lichide în faza smectic
Cholesterics sunt viu colorate, iar cea mai mică schimbare a temperaturii (până la miimi de grad) conduce la o modificare a terenului elicoidal și, în consecință, o modificare a culorii LCD.
În toate aceste tipuri de caracteristică LCD este orientarea moleculelor dipolare într-o anumită direcție, care este definită de vectorul unitate - numit „director“.
Recent, așa-numitele faze deschise columnar, care se formează molecule numai în formă de disc, straturi dispuse unul pe celălalt într-un coloane laminate, cu axe optice paralele. Adesea menționată ca „filamente lichide“, de-a lungul care moleculele posedă grade de translație de libertate. Această clasă de compuși a fost prezis de Academicianul L. D. Landau. și a deschis numai în 1977 Chandrasekhar. comanda Schematic natura cristalelor lichide de tip menționat este prezentat în figura.
În LCD proprietăți optice neobișnuite. Cinematica și smectic - optic cristale uniaxiale. Cholesterics datorită structurii periodice reflectă puternic lumina în regiunea vizibilă a spectrului. Deoarece proprietățile transportatorilor colesterice nematic și este o fază lichidă, este ușor de deformat de impact extern, iar din teren elicoidală în cholesteric foarte sensibilă la temperatură, prin urmare, lumina reflectată variază puternic cu temperatură, rezultând într-un agent de schimbare a culorii.
Aceste fenomene sunt utilizate pe scară largă în diverse aplicații, de exemplu, pentru a localiza punctele fierbinți în localizarea mikrotsepyah în fracturile de om si tumori imagistica imagine în infraroșu și colab.
Multe caracteristici ale dispozitivelor electro-optice care funcționează în LC liotropic, determinat de anizotropia conductivitatea electrică, care, la rândul său, este legat de anizotropia polarizabilitatea electronic. Pentru anumite substanțe, ca urmare a anizotropiei proprietăților conductivității LCD schimba semnul. De exemplu, pentru acid n-octyloxybenzoic trecerea prin zero, la o temperatură de 146 ° C, și a atribuit acest caracteristicile structurale ale mezofazele și polarizabilitatea a moleculelor. Orientarea moleculelor fazei nematic este, în general, coincide cu cea mai mare conductivitate.
Toate formele de viață într-un fel sau altul legătură cu activitatea celulelor vii, mai multe unități structurale care sunt similare cu structura cristalului lichid. Cu proprietăți dielectrice remarcabile, formă LCD intracelular de suprafață heterogene, ele reglementează relația dintre celulă și mediul extern, precum și între celulele și țesuturile individuale, în conformitate cu părțile Inerția componente necesare ale celulei, protejând-o de influență enzimatică. Astfel, stabilirea comportamentului LCD-ului deschide noi perspective în dezvoltarea biologiei moleculare.
Aplicarea cristalelor lichide
Segmentul LCD și punct.
Una dintre cele mai importante utilizări ale cristalelor lichide - termografie. Prin selectarea compoziției materialului cu cristale lichide, creând indicatori pentru diferite domenii de temperatură și modele diferite. De exemplu, cristalele lichide sub forma unui film aplicat tranzistori. circuite integrate și plăcile cu circuite imprimate de circuite electronice. Elemente de defecte - extrem de calde sau reci, rupte - imediat vizibile pete de culoare luminoase. Noile caracteristici au primit medici: un ecran cu cristale lichide pe pielea pacientului pentru a diagnostica rapid inflamație latentă și chiar umflături.
Cu cristale lichide prezintă vapori dăunători ai compușilor chimici și periculoase pentru sănătatea umană gamma - și radiațiilor ultraviolete. Pe baza de cristale lichide create de metri de presiune. detectoare de ultrasunete. Dar zona cea mai promițătoare de aplicare a substanțelor lichide cristaline - tehnologia informației. Din primii indicatori familiare tuturor ceasului electronic la televizoare color cu ecran LCD mărimea unei cărți poștale a trecut câțiva ani. Aceste televizoare oferă imagini de calitate extrem de ridicată, în timp ce consumă mai puțină energie.
Vezi ce „cristale lichide“ în alte dicționare:
CRISTALE LICHIDE - o stare specială a unui anumit organic ryh. în la rom la care le-au reologich. vă comunicare de curgere a fluidului, dar reține determinat. ordine în aranjarea moleculelor și anizotropia numărului de fiz. o comunicare TV caracteristică. cristale. Deschis în 1889 în Austria. ... ... Encyclopedia fizică
Cristale lichide - cristale lichide. Dispunerea moleculelor într-un cristal lichid. CRISTALE LICHIDE, fluide având proprietăți anizotrope (în particular, optice), legate de ordonarea în orientarea moleculară. Datorită puternică dependență de proprietățile fizice ale ... ... Ilustrat Enciclopedic Dictionary
Cristale lichide - lichide care posedă proprietăți anizotrope (în special, optice), legate de ordonarea în orientarea moleculară. Datorită puternică dependență de proprietățile cristalelor lichide de la influențe externe, ei găsesc multe utilizări în domeniu ... ... mare dicționar enciclopedic
Cristale lichide - substanțe organice, caracterizate printr-o combinație de proprietăți (cm.) Si fluxul solid (cm.) Ordonarea orientării moleculare și optice (cm.). direcții specifice pentru Jean. precum și în solide, în care un fascicul de lumină se propagă fără a simți ... ... Cele mai multe Polytechnique Encyclopedia
Cristale lichide - lichide care posedă proprietăți anizotrope (în particular, optic), asociată cu o formă alungită și ordonarea moleculelor în orientarea lor. Datorită puternică dependență de proprietățile cristalelor lichide de la influențe externe, acestea sunt ... ... Collegiate dicționar
Cristale lichide - stare de stat cu cristale lichide mezomorfică, starea de materie în care are proprietăți de lichid (fluidității) și unele dintre proprietățile cristalelor solide (anizotropie (vezi anizotropie) proprietăți.). J. să. Forma ... ... Marea Enciclopedie sovietică
Cristale lichide - în VA, trecând în anumite condiții (T pa, presiune, concentrație în soluție) în zhidkokristallich. Statul la roi este un intermediar între cristalin. stare și lichidă. Ca și în cazul fluidelor convenționale, la Zh. Posedă fluiditate, dar ... ... Chemical Encyclopedia
CRISTALE LICHIDE - o stare specială a unui anumit organic ryh. în la rom la care le-au reologich. (A se vedea. Reologie) de curgere a fluidului de comunicare pe care, dar păstrează ordinea în dispunerea moleculelor și o anumită anizotropie în comunicare caracteristic ryh cristalelor. J. să. Formați un wa ... ... Mare Dicționarul Enciclopedic Politehnica
Cristale lichide - lichide care posedă proprietăți anizotrope (în particular, optic), asociată cu o formă alungită și ordonarea moleculelor în orientarea lor. Datorită puternic dependența proprietăților lui Jean. La ext. impactul ei găsesc multe utilizări în ... Natural. Dicționar Collegiate
Cristale lichide - lichide care posedă proprietăți anizotrope (în particular, optic) asociată cu forma alungită și dispunerea moleculelor în orientarea lor ... Start moderne naturale
- Cristalele lichide. Structura și proprietățile. L. M. Blinov. Cartea este scrisă de către experimentator la experimentatori, precum și pentru oricine este interesat de cristalele lichide. Cartea atinge aproape toate cele mai importante domenii de cercetare a ... Citește mai mult Buy pentru 1144 de ruble
- Cristalele lichide. Structura și proprietățile. Blinov LM Cartea este scrisă de către experimentator la experimentatori, precum și pentru oricine este interesat de cristalele lichide. Cartea atinge aproape toate cele mai importante domenii de cercetare a ... Citește mai mult Buy pentru 766 de ruble
- Cristalele lichide. Chandrasekhar S. Cartea descrie teoria cristalelor lichide, teoria este în mod constant în comparație cu experimentele. Pentru prima dată în raschetysvoystv rus a prezentat cristale lichide microscopice, ... Mai mult Cumpărați acum pentru 490 de ruble