Жидкие кристаллы

Содержание

Введение

1. Открытие жидких кристаллов

2. Общие сведения

3. Классификация жидких кристаллов

4. Практические применения

5. Биологические аспекты

Заключение

Список литературы

Введение

      Сочетание слов "жидкие кристаллы" уже знакомо, но не все себе представляют, что же это. А это вещества в состоянии, промежуточном между твёрдым кристаллическим и изотропным жидким. Жидкие кристаллы (ЖК), сохраняя основные черты жидкости (например, текучесть), обладают характерной особенностью твёрдых кристаллов – анизотропией свойств.

     Каждый второй человек носит при себе жидкокристаллические индикаторы, например, электронные часы. Именно ЖК-индикаторы являются основой современных калькуляторов, портативных компьютеров , миниатюрных плоских экранов телевизоров, и многих других современных электронных и бытовых приборов и устройств.

     Мировое производство ЖК-индикаторов и дисплеев исчисляется миллиардами и ,по прогнозам будет увеличиваться и дальше. Уже сейчас можно сказать, что прогресс и развитие ряда отраслей науки и техники немыслимы без развития исследований в области жидких кристаллов. Не меньший интерес представляют собой жидкие кристаллы с точки зрения биологии и процессов жизнедеятельности. Функционирование клеточных мембран и ДНК, передача нервных импульсов, работа мышц, формирование аттеросклеротических бляшек — вот далеко неполный перечень процессов, протекающих в ЖК-фазе, с присущими этой фазе особенностями — склонностью к самоорганизации и сохранении высокой молекулярной подвижности.

1. Открытие жидких кристаллов

    Жидкие кристаллы были открыты австр. ботаником Ф. Рейнитцером (1888) и нем. физиком О. Леманом (1889), но оставались малоизученными, пока не появилась перспектива их применения в технике. ЖК состоят из молекул удлинённой или дискообразной формы, взаимодействие между которыми стремится выстроить их в определённом порядке. При высоких температуpax тепловое движение препятствует этому и вещество представляет собой обычную жидкость. При температуpax ниже критической в жидкости появляется выделенное направление, вдоль которого преимущественно ориентированы длинные или короткие оси молекул. В случае двуосных ЖК упорядочены ориентации как длинных, так и коротких осей молекул.

2.Общие сведения

    Некоторые органические вещества, которые состоят из сложных молекул, кроме основных трех агрегатных состояний, могут образовывать четвертое агрегатное состояние — жидкокристаллическое. При плавлении кристаллов этих веществ образуется жидкокристаллическая фаза, существующая в интервале от температуры плавления кристалла до некоторой более высокой критической температуры, при которой жидкий кристалл переходит в обычную жидкость.

    Вещества в жидкокристаллическом состоянии не имеют жесткой кристаллической решетки, поэтому принимают форму сосуда, в который они помещены и обладают текучестью; однако частичное упорядочение в пространственном расположении центров тяжести молекул имеет место быть.

Существуют два метода получения ЖК: плавление и растворение кристаллических тел.

3. Классификация жидких кристаллов

    Простого метода классификации ЖК не существует. Но мы воспользуемся классификацией, применяющейся в настоящее время в науке о ЖК. Эта классификация общепринята и по своей природе эмпирична, однако она на является ни систематической, ни глубокой. Возможно, в будущем появится более систематическая классификация, в основу которой будет положена структура вещества.

   ЖК можно подразделить на два типа – термотропные и лиотропные. Представители обоих типов обладают полиморфизмом, т.е. ЖК, образованный из одного вещества (термотропный) или из смеси веществ (лиотропный), может существовать в нескольких ЖК фазах. Далее углубляться не будем.