Los cristales líquidos son las sustancias que exhiben una fase de materia que tenga características entre los de un líquido convencional, y ésos de un cristal sólido . Por ejemplo, un cristal líquido (LC) puede fluir como un líquido, pero tiene las moléculas en el líquido dispuesto y/o orientado en a cristal-como manera. Hay muchos diversos tipos de fases del LC, que pueden ser distinguidas basadas en sus características ópticas de diverso (tales como birrefringencia ). Cuando estaba visto debajo de un microscopio usar un polarizó la fuente de la luz del, diverso cristal líquido las fases aparecerán tener una textura distinta . Cada " patch" en la textura corresponde a un dominio donde las moléculas del LC se orientan en una diversa dirección. Dentro de un dominio, sin embargo, las moléculas se piden bien. Los materiales del cristal líquido pueden siempre no ser en una fase del LC (apenas pues el agua no es siempre en la fase líquida: puede también ser encontrado en la fase del sólido o de gas).
Los cristales líquidos se pueden dividir en el termotrópico y LCS de Lyotropic . El objeto expuesto termotrópico del LCS una transición de fase en la fase del LC como temperatura se cambia, mientras que las transiciones de fase lyotropic del objeto expuesto del LCS en función de la concentración Mesogen en un solvente (típicamente agua) así como la temperatura .
Historia
En 1888 el botánico Friedrich Reinitzer (1858-1927) del fisiólogo austríaco, entonces trabajando en la universidad alemana de Praga, extraía el colesterol de las zanahorias para establecer su fórmula química. Reinitzer examinó las características fisicoquímicas de varios derivados de su colesterol. Un número de trabajadores habían observado ya algunos efectos distintos del color sobre derivados de enfriamiento del colesterol apenas sobre la temperatura de la solidificación. Reinitzer mismo encontró el mismo fenómeno en el benzoato del colesterilo, pero los colores cerca de la solidificación del benzoato del colesterilo no eran la característica más peculiar. Reinitzer descubrió que el benzoato del colesterilo no lo hace el derretimiento como otros compuestos sino tenía obviamente dos puntos de fusión en 145.5°C que derritió en un líquido nublado, y en 178.5°C derritió otra vez y el líquido nublado se ponía repentinamente de manifiesto. Además, el fenómeno era reversible. Buscando para la ayuda de un físico, el 14 de marzo de 1888, él escribió una letra al Otto Lehmann, en aquel momento un Privatdozent en el Aquisgrán . Siguió un intercambio de letras y de muestras también. Lehmann examinó el líquido nublado intermedio, y divulgó que él había visto que las investigaciones de von Zepharovich vienés del colega de los cristalitos Reinitzer también indicó que el " intermedio; fluid" era cristalino. El intercambio de letras con Lehmann terminó el 24 de abril, con muchas preguntas siguiendo siendo por contestar. Reinitzer presentó sus resultados, con créditos a Lehmann y a von Zepharovich, en una reunión de la sociedad química de Viena el 3 de mayo de 1888.
Reinitzer había descubierto y había descrito para entonces tres características importantes de cristales líquidos cholesteric (este nombre fue acuñado por el Jorte Friedel en 1922): la existencia de dos puntos de fusión, la reflexión de la luz circular polarizada y la capacidad de girar la dirección de la polarización de la luz.
Después accidentalmente de tropezar en territorio innovador, Reinitzer desapareció de la etapa. Las cosas entonces fueron asumidas el control por Lehmann, que realizó que él tenía ambos parecer un nuevo fenómeno y estaba en una posición para poner en marcha un programa de investigación para investigarlo. Sus años postdoctorales habían estado pasados que aumentaban maestría en cristalografía. El arma principal en su arsenal científico era la microscopia experimental, para la cual, dada su fondo casero, Lehmann estaba bien preparado. Era microscopio prestigioso de Lehmann, disponible no todavía disponible, que había atraído la atención de Reinitzer. Con el líquido de doble-fusión peculiar de Reinitzer, un problema en busca de un científico había encontrado a científico en busca de un problema.
Lehmann comenzó inmediatamente un estudio sistemático, primero del benzoato del colesterilo, y entonces de los compuestos relacionados que exhibieron el fenómeno de doble-fusión notable. Con su microscopio, él podía no sólo hacer observaciones en luz polarizada, pero también, y esto era una ventaja dominante, su microscopio poseyó una etapa caliente permitiendo observaciones das alta temperatura ines situ. La fase nublada intermedia sostuvo claramente flujo, pero otras características, particularmente la firma debajo de un microscopio, Lehmann convencido que él trataba de un sólido. Para finales de agosto de 1889 él tenía su artículo listo a presentar al für Physikalische Chemie de Zeitschrift.
Los cristales líquidos no eran populares entre científicos en el siglo a principios de siglo 20 y el material seguía siendo una curiosidad científica pura por cerca de 80 años.
Para más detalles en la historia de cristales líquidos ver: Tim Sluckin, Ueber muere el der de Natur kristallinischen el flüssigen Kristalle (la historia temprana de cristales líquidos), Bunsen-Magazin, 7.Jahrgang, 5/2005 y la historia del und de Flüssigkeiten del del Web site de los cristales líquidos .
En 1969, Juan Kelker tuvo éxito en la sintetización de una sustancia que tiene una fase nemática en la temperatura ambiente, MBBA (n-butylanilin del p-Methoxybenzyliden-p' -), el " bien conocido; fruta-fly" de la investigación del cristal líquido. El paso siguiente a la comercialización de los indicadores de cristal líquido era la síntesis de sustancias químicamente estables más futuras (cyanobiphenyls) con temperaturas de temperatura de fusión baja de George Gray.
En 1991, cuando los indicadores de cristal líquido eran ya establecidos en nuestra vida cotidiana, el Pedro-Gil de Gennes (1932-2007) recibió el Premio Nobel En " de la física; para descubrir que los métodos desarrollados para estudiar fenómenos de la orden en sistemas simples se pueden generalizar a formas más complejas de materia, particularmente a los cristales líquidos y al polymers". Una introducción ilustrativa en cristales líquidos, su historia y las características físicas únicas está disponible en Nobelprize.
Fases del cristal líquido
El vario LC que las fases (llamadas las mesofases del ) se pueden caracterizar por el tipo de pedir eso está presente. Uno puede distinguir orden posicional (si las moléculas están arregladas en cualquier clase de enrejado pedido) y orden orientativa (si las moléculas están señalando sobre todo en la misma dirección), y por otra parte orden puede ser de corto alcance (solamente entre las moléculas cerca de uno a) o de largo alcance (extendiendo a más grande, a veces macroscópico, dimensiones). La mayoría del LCS termotrópico tendrá una fase isotrópica en la temperatura alta. Es decir, la calefacción conducirá eventual los en una fase líquida convencional caracterizada por ordenar molecular al azar e isotrópica (poco a ninguna orden de largo alcance), y el líquido - como comportamiento del flujo. Bajo otras condiciones (por ejemplo, una temperatura más baja), un LC pudo habitar uno o más fases con la estructura orientativa anisotrópica significativo y la orden orientativa de corto alcance mientras que todavía teniendo una capacidad de fluir.El ordenar de fases cristalinas líquidas es extenso en la escala molecular. Esta orden extiende hasta el tamaño entero del dominio, que puede estar en la pedido de micrómetros, pero no extiende generalmente a la escala macroscópica como ocurre a menudo en los sólidos cristalinos clásico sin embargo, algunas técnicas (tales como el uso de los límites o de un campo eléctrico aplicado) se puede utilizar para hacer cumplir un solo dominio pedido en una muestra macroscópica del cristal líquido. El ordenar en un cristal líquido pudo extender a lo largo de solamente una dimensión, con el material siendo esencialmente desordenado en las otras dos direcciones.
Cristales líquidos termotrópicos
Las fases termotrópicas son las que ocurren en cierta gama de temperaturas. Si la temperatura es demasiado alta levantado, el movimiento termal destruirá ordenar cooperativa delicada de la fase del LC, empujando el material en una fase líquida isotrópica convencional. En demasiado bajo una temperatura, la mayoría de los materiales del LC formará (sin embargo) un cristal anisotrópico convencional. Se cambia el objeto expuesto termotrópico de muchos LCS una variedad de fases como temperatura. Por ejemplo, un mesogen particular puede exhibir varias fases esmécticas y nemáticas (y finalmente isotrópicas) mientras que se aumenta la temperatura.
Fases esmécticas
Las fases esmécticas, que se encuentran en temperaturas más bajas que el nemáticas, forman las capas bien definidas que pueden resbalar sobre una otra como el jabón. El smectics posicional se pide así a lo largo de una dirección. En la fase esméctica de A, las moléculas se orientan a lo largo del normal de la capa, mientras que en la fase esméctica de C se inclinan lejos del normal de la capa. Estas fases, que están líquido-como dentro de las capas, se ilustran abajo. Hay un número muy grande de diversas fases esmécticas, caracterizado todo por los diversos tipos y grados de orden posicional y orientativa.
Fase nemática
Una de las fases mas comunes del LC es el nemático, donde las moléculas no tienen ninguna orden posicional, sino que tienen orden orientativa de largo alcance. Así, las moléculas fluyen y sus posiciones centros de masa se distribuyen aleatoriamente como en un líquido, pero ellas todo el punto en la misma dirección (dentro de cada dominio). La mayoría del nematics es uniaxial: tienen un eje que sea más largo y preferred, con los otros dos siendo equivalentes (puede ser aproximado como cilindros). Algunos cristales líquidos son el significado biaxial del nematics que además de orientar su de eje largo, también orientan a lo largo de un eje secundario.El nemático de la palabra viene del νημα griego, que los medios “roscan.” Este término origina de los defectos topológicos thread-like observados en nematics, que formalmente se llaman los “disclinations .” Nematics también exhibe defectos topológicos del erizo supuesto.
Nematics tiene fluidez similar a la de líquidos (isotrópicos) ordinarios pero pueden ser alineados fácilmente por un campo magnético o eléctrico externo. Un nemático alineada tiene las características ópticas de un cristal uniaxial y éste las hace extremadamente útiles en los indicadores de cristal líquido (LCD).
Fases quirales
La fase nemática quiral exhibe el chirality (uso de las manos). Esta fase se llama a menudo la fase '' cholesteric '' de porque primero fue observado para los derivados del colesterol . Solamente moléculas quirales (es decir: los que carecen simetría de la inversión) pueden dar lugar a tal fase. Esta fase exhibe torcer de las moléculas perpendiculares al director, con el eje molecular paralelo al director. El ángulo de torcedura finito entre las moléculas adyacentes es debido a su embalaje asimétrico, que da lugar a orden quiral de más alcance. En la fase esméctica de C* (un asterisco denota una fase quiral), las moléculas tienen ordenar posicional en una estructura acodada (como en las otras fases esmécticas), con las moléculas inclinadas por un ángulo finito con respecto al normal de la capa. El chirality induce una torcedura azimutal finita a partir de una capa al siguiente, produciendo torcer espiral del eje molecular a lo largo del normal de la capa.La echada quiral del refiere a la distancia sobre la cual los mesogens experimentan una torcedura completa 360° (pero observar que la estructura de la fase nemática quiral se repite cada mitad-echa, puesto que en esta fase los directores en +180° y -180° son equivalentes). La echada cambia típicamente cuando se altera la temperatura o cuando otras moléculas se agregan al anfitrión del LC (un material achiral del anfitrión del LC formará una fase quiral si está dopado con un material quiral), permitiendo que la echada de un material dado sea templada por consiguiente. En algunos sistemas cristalinos líquidos, la echada está de la misma orden que la longitud de onda de la luz visible . Esto hace estos sistemas exhibir características ópticas únicas, tales como reflexión selectiva, y estas características se explotan en un número de usos ópticos.
Fases de Discotic
Los mesogens en forma de disco pueden orientarse en a capa-como la manera conocida como la fase nemática discotic. Si el paquete de discos en apilados, la fase se llama un acolumnado discotic. Las columnas ellos mismos se pueden organizar en órdenes rectangulares o hexagonales. Las fases discotic quirales, similares a la fase nemática quiral, también se saben.
Cristales líquidos de Lyotropic
Un cristal líquido de Lyotropic consiste en dos o más componentes que exhiben características líquido-cristalinas en ciertas gamas de concentración. En las fases de Lyotropic, las moléculas solventes llenan el espacio alrededor de los compuestos para proporcionar la fluidez al sistema. En contraste con los cristales líquidos termotrópicos, estos el lyotropics tiene otro grado de libertad de concentración que les permita inducir una variedad de diversas fases.Un compuesto que tiene dos inmiscible las piezas hidrofóbicas hidrofílicas de y dentro de la misma molécula se llama una molécula Amphiphilic . Muchas moléculas amphiphilic demuestran fases-secuencia líquido-cristalinas lyotropic dependiendo de los equilibrios del volumen entre la parte hidrofílica y la partición hidrofóbica. Estas estructuras se forman con la segregación de la micro-fase de dos componentes incompatibles en una escala del nanómetro. El jabón es un ejemplo diario de un cristal líquido lyotropic.
El contenido del agua o de otras moléculas solventes cambia las estructuras uno mismo-montadas. En la concentración amphiphile muy baja, las moléculas serán dispersadas aleatoriamente sin ordenar. En (pero aún bajo) una concentración levemente más alta, las moléculas amphiphilic montarán espontáneo en las micelas o las vesículas . Esto se hace para “para ocultar” la cola hidrofóbica del amphiphile dentro de la base de la micela, exponiendo una superficie (soluble en agua) hidrofílica a la solución acuosa. Estos objetos esféricos no se piden en la solución, sin embargo. En una concentración más alta, los montajes se ordenarán. Una fase típica es una fase acolumnada hexagonal, donde los amphiphiles forman los cilindros largos (otra vez con una superficie hidrofílica) que se arreglan en un enrejado áspero hexagonal. Esto se llama la fase media del jabón. En la concentración más alta inmóvil, una fase laminar (fase aseada del jabón) puede formar, en donde las hojas extendidas de amphiphiles son separadas por las capas delgadas del agua. Para algunos sistemas, (también llamado isotrópico viscoso) una fase cúbica puede existir entre las fases hexagonales y laminares, en donde se forman las esferas que crean un enrejado cúbico denso. Estas esferas se pueden también conectar con una otra, formando una fase cúbica bicontinuous.
Los objetos creados por los amphiphiles son generalmente esféricos (como en el caso de las micelas), pero pueden también estar disco-como (los bicelles), rod-like, o biaxial (las tres hachas de la micela son distintas). Estas nano-estructuras uno mismo-montadas anisotrópicas pueden entonces pedirse más o menos de la misma manera como lo hacen los cristales líquidos, formando versiones en grande de todas las fases termotrópicas (tales como una fase nemática de micelas rod-shaped).
Para algunos sistemas, en la alta concentración, se observan las fases inversas. Es decir, uno puede generar una fase acolumnada hexagonal inversa (columnas del agua encapsuladas por los amphiphiles) o una fase micelar inversa (una muestra a granel del cristal líquido con las cavidades esféricas del agua).
Una progresión genérica de fases, yendo de punto bajo a la alta concentración amphiphile, es:
Fase cúbica discontinua (fase cúbica micelar )
Fase hexagonal (fase acolumnada hexagonal) (fase media)
Fase cúbica de Bicontinuous
Fase laminar
Fase cúbica de Bicontinuous
Fase acolumnada hexagonal reversa
Fase cúbica inversa (fase micelar inversa)
Incluso dentro de las mismas fases, sus estructuras uno mismo-montadas son armoniosas por la concentración: por ejemplo, de fases laminares, las distancias de la capa aumentan con el volumen solvente. Puesto que los cristales líquidos lyotropic confían en un equilibrio sutil de interacciones intermoleculares, es más difícil analizar sus estructuras y características que los de cristales líquidos termotrópicos.
Las fases y las características similares se pueden observar en los copolímeros inmiscibles del diblock
Cristales líquidos de Metallotropic
Las fases del cristal líquido pueden también ser basadas en fases inorgánicas del de temperatura de fusión baja como ZnCl2 que tengan una estructura formada de tetrahedra ligado y formar fácilmente los vidrios. La adición de moléculas con cadena larga del soaplike lleva a una serie de nuevas fases que demuestren una variedad comportamiento cristalino líquido en función del cociente de composición inorgánico-orgánico y de temperatura. Esta clase de materiales se ha nombrado el metallotropic '' J. Martin y otros '' del Comportamiento biológico del LC del objeto expuesto de muchas el otro estructuras. Por ejemplo, la solución concentrada de la proteína que es sacada por una araña para generar la seda es, de hecho, una fase del cristal líquido. El ordenar exacta de moléculas en seda es crítico a su fuerza renombrada. la DNA y muchos polipéptidos puede también formar fases del LC y ésta crea también a partes importantes de investigación académica actual. donde está el ángulo el entre el eje y el director local (que de la molécula del mesogen es la “dirección preferred” en una muestra del cristal líquido). Esta definición es conveniente, puesto que para una muestra totalmente al azar e isotrópica, S=0, mientras que para una muestra perfectamente alineada S=1. Para una muestra típica del cristal líquido, S está en la orden de 0.8, y generalmente las disminuciones mientras que se levanta la temperatura. Particularmente, una caída brusca del parámetro de la orden a 0 se observa cuando el sistema experimenta una transición de fase a partir de una fase del LC en la fase isotrópica. El parámetro de la orden se puede medir experimental de un número de maneras. Por ejemplo, el Diamagnetism, la birrefringencia, el Raman que dispersa, el RMN y el EPR se pueden también utilizar para determinar el S. Uno podría también caracterizar la orden de un cristal líquido usar otros incluso polinomios de Legendre (todos los polinomios impares hacen un promedio a cero puesto que el director puede señalar en cualquiera de dos direcciones antiparalelas). Estos promedios higher-order son más difíciles de medir, pero pueden rendir la información adicional sobre ordenar molecular. La penetración fundamental aquí es que, mientras que los arreglos paralelos de objetos anisotrópicos llevan a una disminución de la entropía orientativa, hay un aumento en entropía posicional. Así en alguno encajonar la mayor orden posicional será entropically favorable. Esta teoría predice así que una solución de objetos rod-shaped experimentará una transición de fase, en la suficiente concentración, en una fase nemática. Esta teoría se utiliza recientemente para observar la transición de fase entre nemático y esméctico-UNo en el '' Hanif y otros '' Las fases quirales tienen generalmente torcer helicoidal de los mesogens. Si la echada de esta torcedura está en la orden de la longitud de onda de la luz visible, después los efectos ópticos interesantes de interferencia pueden ser observados. El quiral torciendo eso ocurre en el LC quiral que las fases también hacen que el sistema responde diferentemente a la luz circular polarizada correcta y zurda. Estos materiales se pueden utilizar así como filtros de la polarización. Es posible que los mesogens quirales produzcan esencialmente mesofases achiral. Por ejemplo, en ciertas gamas del peso molecular de la concentración y, la DNA formará una línea achiral fase hexatic. Una observación reciente curiosa está de la formación de mesofases quirales de mesogens achiral. Específicamente, las moléculas del doblar-corazón (a veces llamadas el plátano los cristales líquidos) se han demostrado a las fases del cristal líquido de la forma que son quirales. En cualquier muestra particular, los varios dominios tendrán enfrente de uso de las manos, pero dentro de cualquier dominio dado, el ordenar quiral fuerte estará presente. El mecanismo del aspecto de este chirality macroscópico no está todavía enteramente claro. Aparece que el apilado de las moléculas en capas y se orienta en una manera inclinada dentro de las capas. Estas fases de los cristales líquidos pueden ser el ferroeléctricos o el anti- ferroeléctrico, que están de interés para los usos. Chirality se puede también incorporar en una fase agregando un dopante quiral, que necesita no no necesario ser mesogenic sí mismo. Las mezclas del TN o de STN contienen a menudo una pequeña cantidad de tales dopantes. El LCS quiral termotrópico cuya echada varía fuerte con temperatura se puede utilizar como termómetros crudos, puesto que el color del material cambiará como se cambia la echada. Las transiciones del color del cristal líquido se utilizan en muchos los termómetros del acuario y de la piscina. El otro color del cambio de materiales del cristal líquido cuando está estirado o tensionado. Así, las hojas del cristal líquido son de uso frecuente en industria buscar los puntos calientes, flujo del calor del mapa, patrones de la distribución de la tensión de la medida, y así sucesivamente. El cristal líquido en la forma flúida se utiliza para detectar los puntos calientes eléctricamente generados para el análisis de la falta en la industria del semiconductor . Las unidades de la memoria del cristal líquido con capacidad extensa fueron utilizadas en el equipo de la navegación de la lanzadera de espacio. Es también digno de mención que muchos líquidos comunes son de hecho cristales líquidos. El jabón, por ejemplo, es un cristal líquido, y forma una variedad de fases del LC dependiendo de su concentración en agua. .
Cristales líquidos biológicos
Las fases líquido-cristalinas de Lyotropic son abundantes en los sistemas vivos, el estudio cuyo se refiere como polimorfismo (biofísica) . Por consiguiente, los cristales líquidos lyotropic atraen la atención particular en el campo de la química biomimetic. Particularmente, las membranas biológicas y las membranas celulares son una forma de cristal líquido. Sus moléculas constitutivas (e., los fosfolípidos son perpendiculares a la superficie de la membrana, con todo la membrana es capaz de una gama de tensión de elástico, llevando a algunos aspectos del comportamiento elástico para ser exhibido. Estos lípidos varían en forma (véase la página en el polimorfismo (biofísica) ). Las moléculas constitutivas pueden mezclarse fácilmente, pero tienden a no dejar la membrana debido a la alta necesidad energética de este proceso. Las moléculas del lípido pueden mover de un tirón a partir de un lado de la membrana al otro, este proceso que es catalizado por flippases y los floppases (dependiendo de la dirección del movimiento). Estas fases de la membrana del cristal líquido pueden también recibir las proteínas importantes tales como " de los receptores libremente; floating" dentro, o de en parte afuera, la membrana, e. Tratamiento teórico de cristales líquidos
El tratamiento teórico microscópico de las fases flúidas puede llegar a estar absolutamente implicado, debido a la alta densidad material, así que significa que las interacciones fuertes, las repulsiones incondicionales, y las correlaciones del mucho-cuerpo no pueden ser no hechas caso. En el caso de cristales líquidos, la anisotropía en todas estas interacciones más futuras complica análisis. Hay un número de teorías bastante simples, sin embargo, que pueden por lo menos predecir el comportamiento general de las transiciones de fase en sistemas cristalinos líquidos. Parámetro de la orden
La descripción de cristales líquidos implica un análisis de la orden. Para hacer este cuantitativo, un parámetro orientativo de la orden generalmente se define basado en el promedio del segundo Legendre polinómico:
Modelo de la duro-barra de Onsager
Un modelo muy simple que predice transiciones de fase lyotropic es el modelo de la duro-barra propuesto por el Lars Onsager . Esta teoría considera el volumen excluido del centro de masa de un cilindro idealizado mientras que se acerca a otro., Si los cilindros son paralelos orientado a uno otro, hay específicamente el volumen muy pequeño que se excluye del centro de masa del cilindro inminente (puede venir absolutamente cerca del otro cilindro). Si, sin embargo, los cilindros están a un cierto ángulo de uno otro, después hay un de gran capacidad rodeando el cilindro donde el cilindro inminente centro de masa no puede introducir (debido a la repulsión de la duro-barra entre los dos objetos idealizados). Así, este arreglo angular considera un disminuir en la entropía posicional neta del cilindro inminente (hay pocos estados disponibles para él). Teoría de campo malo de Maier-Saupe
Esta teoría estadística incluye contribuciones de un potencial intermolecular atractivo. La atracción anisotrópica estabiliza la alineación paralela de moléculas vecinas, y la teoría después considera un promedio del significar-campo de la interacción. El uno mismo-constante solucionado, esta teoría predice las transiciones de fase termotrópicas, constantes con el experimento. Teoría elástico de la serie continua
En este formalismo, un material del cristal líquido se trata como serie continua; los detalles moleculares se no hacen caso enteramente. Algo, esta teoría considera perturbaciones a una muestra orientada presumida. Uno puede identificar tres tipos de distorsiones que podrían ocurrir en una muestra orientada: (1) el tuerce del material, donde las moléculas vecinas se fuerzan para ser pescadas con caña con respecto a una otra, algo que alineado; (2) derrame del material, donde el doblez ocurre perpendicular al director; y (3) curva del material, donde está paralela la distorsión al eje del director y del mesogen. Los tres de estos tipos de distorsiones incurren en una pena de la energía. Son los defectos que ocurren a menudo cerca de las paredes de dominio o de los límites del envase de cerco. La respuesta del material se puede entonces descomponer en los términos basados en los constantes elásticos que corresponden a los tres tipos de distorsiones. La teoría elástico de la serie continua se ha demostrado para ser una herramienta particularmente de gran alcance para modelar los dispositivos del cristal líquido. Efecto del chirality
Según lo descrito ya, los mesogens quirales dan lugar generalmente a mesofases quirales. Para los mesogens moleculares, esto significa que la molécula debe poseer una cierta forma de asimetría, generalmente un centro de Stereogenic . Un requisito adicional es que el sistema no ser el racémico: una mezcla de versiones correctas y zurdas del mesogen cancelará el efecto quiral. Debido a la naturaleza cooperativa del cristal líquido pedir, sin embargo, una pequeña cantidad de dopante quiral en una mesofase de otra manera achiral es a menudo bastante seleccionar hacia fuera un uso de las manos del dominio, haciendo el sistema quiral total. Usos de cristales líquidos
Los cristales líquidos encuentran uso amplio en los indicadores de cristal líquido que confían en las características ópticas de ciertas sustancias cristalinas líquidas en la presencia o la ausencia de un campo eléctrico . En un dispositivo típico, una capa del cristal líquido (μm típicamente 10 densamente) se sienta entre dos polarizadores se crucen que (orientado en el 90° a uno otro). Se elige la alineación del cristal líquido de modo que su fase relaxed sea twisted (por lo tanto: Efecto de campo nemático Twisted ). Esta fase twisted reorienta la luz que ha pasado a través del primer polarizador, permitiendo que sea transmitido a través del segundo polarizador (y reflejado de nuevo al observador si se proporciona un reflector). El dispositivo aparece así transparente. Cuando un campo eléctrico se aplica a la capa del LC, las hachas moleculares largas tienden a alinear paralelo con el campo eléctrico que desenrosca así gradualmente en el centro de la capa del cristal líquido. En este estado, los mesogens no reorientan la luz, así que la luz polarizada en el primer polarizador se absorbe en el segundo polarizador, y el dispositivo pierde la transparencia con el aumento de voltaje. De esta manera, el campo eléctrico se puede utilizar para hacer un interruptor del pixel entre transparente u opaco en comando. Los sistemas del LCD del color utilizan la misma técnica, con los filtros de color usados para generar los pixeles rojos, verdes, y azules. Los principios similares se pueden utilizar para hacer otros dispositivos ópticos basados del cristal líquido. Ver también
Chromonic
Cristal
Indicador de cristal líquido
Polímero del cristal líquido
Cristal líquido de Lyotropic
Vidrio elegante
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