Ciekłe kryształy, czym są?

Ciekłe kryształy pod mikroskopem polaryzacyjnym

Ciekłe kryształy pod mikroskopem polaryzacyjnym. Autor zdjęcia: Oleg D. Lavrentovich

Myśląc o kryształach wyobrażamy sobie twardy materiał jak np. kwarc. Jak w takim razie kryształ może łączyć w sobie dwie właściwości, jakim jest stan stały i ciekły?

Ogólnie pamiętamy o trzech stanach skupienia materii: stały, ciekły i gazowy. W stałym wszystkie cząsteczki, z których zbudowany jest materiał, utrzymują stałą orientację względem siebie i pozostają w tym samym miejscu. Cząsteczki w stanie ciekłym przeciwnie: mogą zmieniać orientację i poruszać się swobodnie po cieczy. Istnieją jednak substancje, które mogą przebywać w dziwnym stanie, jakim jest częściowa forma płynna i częściowo stała. Przebywając w takim stanie cząsteczki zazwyczaj utrzymują swoją orientację, jak cząsteczki w stanie stałym, ale mogą przemieszczać się w różne miejsca, jak cząsteczki w stanie ciekłym. To oznacza, że ciekłe kryształy nie są ani w pełni ciekłe, ani stałe. Stąd ta pozornie sprzeczna nazwa.

Jak zachowują się ciekłe kryształy?

W takim razie właściwie jak zachowują się ciekłe kryształy? Okazuje się, że bliżej im do stanu ciekłego niż stałego. Aby zamienić zwykłe kryształy w ciekłe kryształy, potrzeba sporo ciepła, wystarczy jednak trochę go jeszcze dodać, aby zamienić ciekłe kryształy w prawdziwą ciecz. To wyjaśnia, dlaczego są one tak wrażliwe na temperaturę i stosuje się je w termometrach. Wyjaśnia to również dziwne zachowanie ekranów LCD w laptopach podczas zimnej pogody lub gorącego dnia na plaży.

W zależności od natury i temperatury, ciekłe kryształy mogą przebywać w różnych fazach. Jedną z takich faz, jest faza nematyczna. Zaletą ciekłych kryształów jest to, że reagują na prąd elektryczny. Pewne grupa nematycznych ciekłych kryształów jest naturalnie skręcona (nematyczne skręcone (TN) ). Przyłożony do nich prąd elektryczny powoduje ich rozkręcanie w różnym stopniu, w zależności od napięcia prądu. Dzięki temu, że reagują one w sposób przewidywalny, ciekłe kryształy doskonale nadają się do użycia w ekranach LCD przy regulacji przepływu światła.

Zostaw komentarz