Упорядоченная жидкость: о жидких кристаллах из уст специалиста

Упорядоченная жидкость: о жидких кристаллах из уст специалиста

Опубликовано ssu-filippov в 22 декабря, 2010 - 02:15

Химик Алексей Бобровский.

Второго декабря старший научный сотрудник кафедры высокомолекулярных соединений химического факультета МГУ, доцент, доктор химических наук, лауреат премии президента Российской Федерации для молодых ученых за 2009 Алексей Бобровский в рамках проекта «Публичные лекции Полит.ру» прочитал в Политехническом музее лекцию о жидких кристаллах. Корреспондент «Ленты.Ру» взял у ученого интервью, в котором Бобровский еще раз коротко рассказал, что такое жидкие кристаллы, как их получают и исследуют и зачем они нужны.

Что такое жидкие кристаллы?

Это вещества, способные образовывать особую фазу, промежуточную между обычной – изотропной (разупорядоченной) – жидкой фазой и твердой кристаллической фазой. Можно сказать, что жидкие кристаллы представляют собой упорядоченные жидкости. Часто для жидкокристаллических фаз используют термин «мезофазы» («мезос» – промежуточный). В силу своей молекулярной упорядоченности они обладают огромным количеством интересных свойств, благодаря которым жидкие кристаллы используются в разнообразных технических устройствах. Более того, сейчас практически каждый человек пользуется ЖК-монитором, смотрит ЖК-телевизор, мониторы мобильного телефона работают на жидких кристаллах.

Какими свойствами обладают жидкие кристаллы? Чем они отличаются от «обычных» кристаллов или от жидкостей?

Самая интересная особенность жидких кристаллов – они обладают анизотропией свойств. Это означает, что поляризованный свет распространяется в жидкокристаллической фазе с разной скоростью в различных направлениях. Благодаря этой особенности жидкие кристаллы можно использовать в переключаемых системах – с одной стороны, они быстро реагируют на внешние поля, а с другой – их свойства отличаются в зависимости от того, в каком направлении приложено внешнее поле.

Переориентация молекул жидкого кристалла обычно происходит за миллисекунды, и при этом возникают колоссальные изменения оптических свойств жидкокристаллического слоя.

Какие вещества могут переходить в жидкокристаллическое состояние?

Вещество может переходить в состояние жидкого кристалла, если его молекулы имеют определенную структуру – чтобы проявлялась анизотропия свойств, они должны быть анизометричными. Грубо говоря, в ЖК-веществе молекулы должны быть палочко- или дискообразными. Это в простейшем случае. Существует, к примеру, класс так называемых «бананообразных» (banana-shaped) молекул, образующих интересные мезофазы.

Существуют ли вещества, которые при одних условиях являются, например, жидкостью, а при других переходят в жидкокристаллическое состояние?

Среди жидких кристаллов выделяют два типа – термотропные и лиотропные. Термотропные переходят в жидкокристаллическое состояние при определенной температуре, а при других температурах они могут быть либо кристаллическими, либо (при высоких температурах) – изотропными жидкостями. В случае лиотропных жидких кристаллов мезофаза возникает при добавлении к веществу растворителя.

Переход в состояние жидкого кристалла происходит при понижении температуры или при повышении?

При нагревании любое вещество чаще всего переходит в менее упорядоченное состояние, соответственно, жидкокристаллическое состояние менее упорядочено, чем кристаллическое, но более упорядочено, чем изотропная жидкость.

А при дальнейшем нагреве такое вещество может перейти в состояние жидкости?

Да, некоторые вещества могут перейти в состояние обычной разупорядоченной жидкости, а потом начинают испаряться. Если рассмотреть обобщенную диаграмму изменения состояния вещества при повышении температуры, то она будет такой: кристалл, жидкий кристалл, жидкость и пар.

Упорядоченная жидкость: о жидких кристаллах из уст специалиста

Опубликовано ssu-filippov в 22 декабря, 2010 - 02:15

Химик Алексей Бобровский.

Второго декабря старший научный сотрудник кафедры высокомолекулярных соединений химического факультета МГУ, доцент, доктор химических наук, лауреат премии президента Российской Федерации для молодых ученых за 2009 Алексей Бобровский в рамках проекта «Публичные лекции Полит.ру» прочитал в Политехническом музее лекцию о жидких кристаллах. Корреспондент «Ленты.Ру» взял у ученого интервью, в котором Бобровский еще раз коротко рассказал, что такое жидкие кристаллы, как их получают и исследуют и зачем они нужны.

Что такое жидкие кристаллы?

Это вещества, способные образовывать особую фазу, промежуточную между обычной – изотропной (разупорядоченной) – жидкой фазой и твердой кристаллической фазой. Можно сказать, что жидкие кристаллы представляют собой упорядоченные жидкости. Часто для жидкокристаллических фаз используют термин «мезофазы» («мезос» – промежуточный). В силу своей молекулярной упорядоченности они обладают огромным количеством интересных свойств, благодаря которым жидкие кристаллы используются в разнообразных технических устройствах. Более того, сейчас практически каждый человек пользуется ЖК-монитором, смотрит ЖК-телевизор, мониторы мобильного телефона работают на жидких кристаллах.