Жидкие кристаллы в технике

Жидкие кристаллы в технике

Существуют необычные вещества, которые совмещают в себе свойства кристаллического твёрдого тела и жидкости - жидкие кристаллы. «Жидкокристаллическим» называют переходное состояние вещества, при котором оно приобретает текучесть, но при этом не теряет свою кристаллическую структуру и обладает анизотропией, то есть зависимостью физических свойств вещества (механических, тепловых, электрических, магнитных, оптических) от направления. Причиной анизотропности кристаллов является то, что при упорядоченном расположении атомов, молекул или ионов силы взаимодействия между ними и межатомные расстояния оказываются неодинаковыми по различным направлениям. Молекулы в жидких кристаллах, с одной стороны, довольно подвижны, с другой —расположены регулярно, образуя подобие кристаллической структуры. Часто уже при небольшом нагревании правильное расположение молекул нарушается, и жидкий кристалл становится обычной жидкостью. Напротив, при достаточно низких температурах жидкие кристаллы замерзают, превращаясь в твёрдые тела. Регулярное расположение молекул в жидких кристаллах обусловливает их особые оптические свойства. Свойствами жидких кристаллов можно управлять, подвергая их действию магнитного или электрического поля, и изменяя ориентацию молекул.

Жидкие кристаллы были открыты еще в 1888 году. Но практическое применение они нашли сравнительно недавно. Прежде всего следует отметить не наиболее полезное, но наиболее известное из применения – жидкокристаллические дисплеи. В век гаджетов такие дисплеи присутствуют практически в любом электронном устройстве: телевизоры, мониторы компьютеров, цифровые фотоаппараты, навигаторы, калькуляторы, электронные книги, планшеты, телефоны, электронные часы, плееры.

Устройство жидкокристаллических дисплеев достаточно сложное, однако в общем виде представляет собой, если можно так выразиться, многослойный «сэндвич» - набор стеклянных пластин, между которыми расположены жидкие кристаллы (жидкокристаллическая матрица), и множество источников света. Пиксель такой матрицы включает в себя пару прозрачных электродов, которые позволяют менять ориентацию молекул жидкого кристалла, а также пару поляризационных фильтров, которые регулируют степень прозрачности.