Жидкие кристаллыЖидкие кристаллы

Содержание:Содержание:

История открытия жидких кристалловИстория открытия жидких кристалловГруппы жидких кристалловГруппы жидких кристалловНематические жидкие кристаллыНематические жидкие кристаллыХолестерические жидкие кристаллыХолестерические жидкие кристаллыСмектические жидкие кристаллыСмектические жидкие кристаллыПрименение жидких кристалловПрименение жидких кристалловЖидкие кристаллы в биологииЖидкие кристаллы в биологииИспользуемая литератураИспользуемая литература

История открытия жидких История открытия жидких кристаллов.кристаллов.

Жидкие кристаллы открыл в 1888 г. австрийский ботаник Ф. Жидкие кристаллы открыл в 1888 г. австрийский ботаник Ф. Рейнитцер. Он обратил внимание, что у кристаллов Рейнитцер. Он обратил внимание, что у кристаллов холестерилбензоата и холестерилацетата было две точки плавления и, холестерилбензоата и холестерилацетата было две точки плавления и, соответственно, два разных жидких состояния — мутное и соответственно, два разных жидких состояния — мутное и прозрачное. Долгое время физики и химики в принципе не признавали прозрачное. Долгое время физики и химики в принципе не признавали жидких кристаллов, потому что их существование разрушало теорию жидких кристаллов, потому что их существование разрушало теорию о трёх состояниях вещества: твёрдом, жидком и газообразном. Учёные о трёх состояниях вещества: твёрдом, жидком и газообразном. Учёные относили жидкие кристаллы то к коллоидным растворам, то к относили жидкие кристаллы то к коллоидным растворам, то к эмульсиям. Научное доказательство было предоставлено профессором эмульсиям. Научное доказательство было предоставлено профессором университета Карлсруэ Отто Леманном после многолетних университета Карлсруэ Отто Леманном после многолетних исследований, но даже после появления в 1904 году написанной им исследований, но даже после появления в 1904 году написанной им книги «Жидкие кристаллы», открытию не нашлось применения.книги «Жидкие кристаллы», открытию не нашлось применения.

В 1963 г. американец Дж. Фергюсон использовал важнейшее В 1963 г. американец Дж. Фергюсон использовал важнейшее свойство жидких кристаллов — изменять цвет под воздействием свойство жидких кристаллов — изменять цвет под воздействием температуры — для обнаружения не видимых простым глазом температуры — для обнаружения не видимых простым глазом тепловых полей. После того как ему выдали патент на изобретение, тепловых полей. После того как ему выдали патент на изобретение, интерес к жидким кристаллам резко возрос.интерес к жидким кристаллам резко возрос.

Жидкие кристаллы — вещества, обладающие Жидкие кристаллы — вещества, обладающие одновременно свойствами как жидкостей одновременно свойствами как жидкостей

(текучесть), так и кристаллов (анизотропия). По (текучесть), так и кристаллов (анизотропия). По структуре ЖК представляют собой жидкости, структуре ЖК представляют собой жидкости,

похожие на желе, состоящие из молекул похожие на желе, состоящие из молекул вытянутой формы, определённым образом вытянутой формы, определённым образом

упорядоченных во всем объёме этой жидкости.упорядоченных во всем объёме этой жидкости.

ЖК разделяют на две большие ЖК разделяют на две большие группы:группы:

НематикиНематики

СпектикиСпектики

нематическиенематические холестерические

Нематические жидкие кристаллыНематические жидкие кристаллы.. Название происходит от греческого Название происходит от греческого

«нема» — нить. Нематические жидкие «нема» — нить. Нематические жидкие кристаллы характеризуются кристаллы характеризуются ориентацией продольных осей молекул ориентацией продольных осей молекул вдоль некоторого направления, т. е. вдоль некоторого направления, т. е. для них характерен дальний для них характерен дальний ориентационный порядок. Нити ориентационный порядок. Нити подвижны и хорошо заметны в подвижны и хорошо заметны в естественном свете. Важными естественном свете. Важными характеристиками нематических характеристиками нематических жидких кристаллов являются жидких кристаллов являются оптическая и диэлектрическая оптическая и диэлектрическая анизотропия. По электрическим анизотропия. По электрическим свойствам нематические жидкие свойствам нематические жидкие кристаллы относятся к группе кристаллы относятся к группе полярных диэлектриков с невысоким полярных диэлектриков с невысоким удельным сопротивлением. удельным сопротивлением. Упорядоченность в ориентации Упорядоченность в ориентации поперечных осей молекул и в поперечных осей молекул и в расположении их центров тяжести расположении их центров тяжести отсутствует. Это обеспечивает свободу отсутствует. Это обеспечивает свободу поступательных перемещений поступательных перемещений молекул. Поэтому вязкость вещества в молекул. Поэтому вязкость вещества в нематической фазе лишь нематической фазе лишь незначительно отличается от вязкости незначительно отличается от вязкости в аморфно-жидком состоянии.в аморфно-жидком состоянии.

Холестерические жидкие Холестерические жидкие кристаллы кристаллы 

Жидкие кристаллы холестерического Жидкие кристаллы холестерического типа дают производные холестерина, типа дают производные холестерина, например, холестерилциннамат, например, холестерилциннамат, пропиловый эфир холестерина, и ряд пропиловый эфир холестерина, и ряд других веществ. Молекулы других веществ. Молекулы холестерических жидких кристаллов холестерических жидких кристаллов имеют форму продолговатых имеют форму продолговатых пластинок, расположенных пластинок, расположенных параллельно друг другу. Своеобразная параллельно друг другу. Своеобразная молекулярная структура молекулярная структура холестерических жидких кристаллов холестерических жидких кристаллов обусловливает их уникальные обусловливает их уникальные оптические свойства. Холестерические оптические свойства. Холестерические жидкие кристаллы обладают весьма жидкие кристаллы обладают весьма большой оптической активностью, на большой оптической активностью, на два-три порядка превышающей два-три порядка превышающей оптическую активность органических оптическую активность органических жидкостей и твердых кристаллов, и жидкостей и твердых кристаллов, и резко изменяют окраску при резко изменяют окраску при изменении температуры среды на изменении температуры среды на десятые доли градуса, а также при десятые доли градуса, а также при изменении состава среды на доли изменении состава среды на доли процента.процента.

Смектические жидкие кристаллыСмектические жидкие кристаллы Название произошло от Название произошло от

греческого «смегма», что греческого «смегма», что означает «мыло», так как означает «мыло», так как впервые жидкие кристаллы этого впервые жидкие кристаллы этого типа обнаружены в мылах. В типа обнаружены в мылах. В смектических жидких смектических жидких кристаллах концы молекул как кристаллах концы молекул как бы закреплены в плоскостях, бы закреплены в плоскостях, перпендикулярных продольным перпендикулярных продольным осям молекул. Смектические осям молекул. Смектические кристаллы характеризуются кристаллы характеризуются слоистым строением. Различают слоистым строением. Различают несколько смектических несколько смектических полиморфных модификаций.полиморфных модификаций.

Смектики — это наиболее Смектики — это наиболее обширный класс жидких обширный класс жидких кристаллов. Причем некоторые кристаллов. Причем некоторые разновидности смектиков разновидности смектиков обладают обладают сегнетоэлектрическими сегнетоэлектрическими свойствами. Из-за высокой свойствами. Из-за высокой вязкости смектические вязкости смектические кристаллы не получили широкого кристаллы не получили широкого применения в технике.применения в технике.

Применение жидких кристалловПрименение жидких кристаллов

Одно из важных направлений Одно из важных направлений использования жидких кристаллов — использования жидких кристаллов — термография. термография.

ТермографияТермография - это - это эффективный эффективный высокочувствительнывысокочувствительный метод для й метод для первичного первичного обследования и обследования и контроля за контроля за лечением.лечением.

Подбирая состав жидкокристаллического вещества, создают индикаторы для разных диапазонов температуры и для различных конструкций. Например, жидкие кристаллы в виде плёнки наносят на транзисторы, интегральные схемы и печатные платы электронных схем. Неисправные элементы — сильно нагретые или холодные, неработающие — сразу заметны по ярким цветовым пятнам.

Жидкие кристаллы в биологии.Жидкие кристаллы в биологии.

Многим структурным образованиям Многим структурным образованиям живого организма свойственно живого организма свойственно жидкокристаллическое состояние. жидкокристаллическое состояние. Структура жидких кристаллов Структура жидких кристаллов оказалась удобной для оказалась удобной для биологических процессов. Она биологических процессов. Она соединяет в себе устойчивость к соединяет в себе устойчивость к внешним воздействиям с внешним воздействиям с гибкостью и пластичностью.гибкостью и пластичностью.

Сложные биологически Сложные биологически активные молекулы активные молекулы

(например, ДНК) и даже (например, ДНК) и даже макроскопические тела макроскопические тела

(например, вирусы) также (например, вирусы) также могут находиться в могут находиться в

жидкокристаллическом жидкокристаллическом

состоянии.состоянии.

Жидкие кристаллы играют Жидкие кристаллы играют важную роль в ряде механизмов важную роль в ряде механизмов

жизнедеятельности жизнедеятельности человеческого организма. человеческого организма.

Некоторые болезни Некоторые болезни (атеросклероз, желчнокаменная (атеросклероз, желчнокаменная

болезнь), связанные с болезнь), связанные с появлением в организме появлением в организме

твердых кристаллов, проходят твердых кристаллов, проходят через стадию возникновения через стадию возникновения

жидкокристаллического жидкокристаллического состояния.состояния.

Используемая литература.Используемая литература.