Общие сведения о жидких кристаллах и их свойствах

Общие сведения о жидких кристаллах и их свойствах

Жидкий кристалл (ЖК) – это специфическое вещество, которому присущи одновременно свойства кристалла и жидкости. Далеко не все вещества могут находиться в жидкокристаллическом состоянии. У некоторых органических жидких веществ, обладающих сложными молекулами, может проявляться жидкокристаллическое состояние. Это состояние получается, например, при плавлении некоторых молекулярных кристаллов с образованием жидкокристаллической фазы, отличающейся от обычных жидкостей. Эта фаза существует в интервале между температурой плавления кристалла и температурой, при нагреве до которой ЖК переходит в жидкость. Подобно жидкости, ЖК обладает текучестью и принимает форму сосуда, в который он помещён. Также он обладает свойством, характерным для кристаллов – упорядоченное положение молекул в пространстве. Это положение не такое упорядоченное, как в кристаллах. У молекул нет жёсткого порядка в пространственном расположении центров тяжести, имеется только частичный порядок (например, все длинные оси молекул ориентированы одинаково). Тем не менее, это свойство существенно влияет на свойства ЖК  и отличает их от жидкостей.

ЖК обладают особенностями: 1) анизотропия (проявление различных оптических, магнитных, электрических свойств в разных направлениях), обусловленная упорядоченностью структуры; 2) способность легко изменять структуру при внешних воздействиях.

Благодаря этим особенностям, можно изменять физические свойства ЖК низким электрическим напряжением при малом расходе энергии, что делает возможным их использование в оптических преобразователях.

В зависимости от характера расположения молекул, т.е. по типу их упорядоченности, ЖК подразделяют на смектические (смектики) и нематические (нематики). Существует разновидность нематических ЖК – холестерические ЖК (холестерики).

Смектики. Характеризуются слоистым строением, как показано на рис.1а. Центры тяжести удлинённых молекул находятся в плоскостях, равноудалённых друг от друга. В каждом слое молекулы ориентированы параллельно за счёт упругого дисперсионного взаимодействия. Текучесть обеспечивается лишь взаимным скольжением слоёв, поэтому среда достаточно вязкая. Из-за высокой вязкости смектические ЖК не получили широкого применения в технике.

Нематики. В нематиках длинные оси молекул ориентированы вдоль одного общего направления, называемого нематическим директором. Однако центры тяжести молекул расположены беспорядочно, поэтому возникает симметрия более низкого порядка,

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector