РІДКІ КРИСТАЛИ,

ЇХ ОСОБЛИВОСТІ ТА СПОСІБ ВИКОРИСТАННЯ

ВСТУП

Рідкі кристали – речовини, що володіють одночасно властивостями як рідин, так і кристалів. За структурою РК є рідинами, які схожі на желе, що складаються з молекул витягнутої форми, певним чином упорядкованих у всьому обсязі цієї рідини.

ІСТОРІЯ ВІДКРИТТЯ

Рідкі кристали відкрив в 1888 р. австрійський ботанік Ф. Рейнитцер. Довгий час фізики та хіміки не визнавали рідких кристалів, тому що їх існування руйнувало теорію про три стани речовин. Вчені відносили рідкі кристали то до колоїдних розчинів, та до емульсій.

У 1963 р. американець Дж. Фергюсон використовував найважливішу властивість рідких кристалів. Після того, як йому видали патент на винахід, інтерес до рідких кристалів різко зріс.

У 1965 р. в США зібралася Перша міжнародна конференція, присвячена рідким кристалам. У 1968 р. американські вчені створили принципово нові індикатори для систем відображення інформації.

І все ж тільки після 1973 р., коли група англійських хіміків під керівництвом Джорджа

Грея синтезувала рідкі кристали з відносно дешевого і доступного сировини, ці речовини отримали широке поширення в різноманітних пристроях.

ЯКІ ВІДКРИЛИ РІДКІ КРИСТАЛИ

ВЛАСТИВОСТІ

Загальна для всіх типів рідких кристалів властивість – подвійне заломлення світла, за допомогою якої можна ідентифікувати мезоморфний стан.

Другою властивістю, характерною для холестеричних рідких кристалів, є обертання плоскості поляризації. Якщо пропускати лінійнополяризоване світло через шар холестеричної мезофази перпендикулярно молекулярним шарам, то напрямок коливань електричного вектора світової хвилі буде повернуто вліво або вправо.

Освітленні пучком поляризованого білого світла, холестеричні рідкі кристали мають райдужне забарвлення, яке залежить від природи речовини, температури та кута падіння світла.

Наявність в рідких кристалах дальнього порядку в орієнтації молекул викликає анізотропію електричних і магнітних властивостей, притаманну твердим кристалам. Однак, у відмінності від твердих тіл, сили міжмолекулярної взаємодії тут значно слабкіші. Енергія деформації рідких кристалів мала, тому їх молекулярну структуру легко змінити під дією електричного та магнітного полів невеликої потужності. Структурним змінам рідких кристалів є зміна їх оптичних властивостей. Зміна офарблення холестеричних рідких кристалів проходить під дією мінімальних температурних колихань.

ЗАСТОСУВАННЯ РІДКИХ КРИСТАЛІВ

Одне з важливих напрямків використання рідких кристалів – термографія. Підбираючи склад рідкокристалічного речовини, створюють індикатори для різних діапазонів температури і для різних конструкцій. Наприклад, рідкі кристали у вигляді плівки наносять на транзистори, інтегральні схеми та друковані плати електронних схем. Несправні елементи – сильно нагріті або холодні, непрацюючі - відразу помітні по яскравим колірним плям. Нові можливості отримали лікарі: рідкокристалічний індикатор на шкірі хворого швидко діагностує приховане запалення і навіть пухлина.

За допомогою рідких кристалів виявляють пари шкідливих хімічних сполук і небезпечні для здоров'я людини гамма-та ультрафіолетове випромінювання. На основі рідких кристалів створені вимірювачі тиску, детектори ультразвуку. Але найбільш багатообіцяюча область застосування рідкокристалічних речовин – інформаційна техніка. Від перших індикаторів, знайомих всім по електронному годиннику, до кольорових телевізорів з рідкокристалічним екраном розміром з поштову листівку минуло лише кілька років. Такі телевізори дають зображення дуже високої якості, споживаючи меншу кількість енергії.

ЕФЕКТ ФРЕДЕРІКСА

Приклад використання ефекту Фредерікса в рідкокристалічних дисплеях. Лівий малюнок – без прикладеного поля, рідкокристалічна комірка змінює площину поляризації світла; правий малюнок — під напругою — молекули переорієнтовані, площина поляризації світла не змінюється

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

Підручник з фізики. 8 клас. Ф. Я. Божинова, Ю. І. Ненашев, Н. М. Кірюхін. 2008 рік

Довідник з фізики. 8 клас. Немченко К., Дудінова О. 2011 рік.