Ciekłe kryształy

– Jarosław Myśliwiec (pok. 402 A2)

Kryształ- ciało stałe, które charakteryzuje się uporządkowaniem dalekiego zasięgu we
wszystkich kierunkach. Daje się opisać jako periodyczne w trzech wymiarach fizycznej
przestrzeni, powtarzanie się pewnego zespołu atomów jonów lub cząsteczek.

Ciecz- stan skupienia materii- pośredni między ciałem stałym a gazem w którym fizycznie
trudno zmienia się objętość a łatwo zmienia kształt. W skutek tego ciecz przyjmuje kształt
naczynia, w którym się znajduje, ale w przeciwieństwie do gazu nie rozszerza się aby
wypełnić je całe.

Ciekły kryształ- nazwa fazy pośredniej między ciekłym i krystalicznym stanem skupienia
materii która charakteryzuje zdolność do płynięcia, charakterystyczna dla cieczy i
jednocześnie daleko zasięgowe uporządkowanie tworzących je cząsteczek podobnie jak to ma
miejsce w kryształach.

Właściwości anizotropowe/ izotropowe (Izotropia-c

harakterystyczna cecha ciał polegająca na

tym, że we wszystkich kierunkach wykazują one te same właściwości fizyczne)

Rodzaje faz ciekłokrystalicznych

-termotropowe ( zmieniają swoje właściwości pod wpływem temperatury)

-nematyki (uł

ożenie cząsteczek , że są one zorientowane w tym samym kierunku)

-smektyki` (jedna molekuła obok drugiej, tworzą warstwy; wyróżniamy Typ A i C)

-skręcone nematyki- cholesteryki ( uporządkowanie wzdłuż osi X i Y; typu C i A

-liotropowe ( niewielkie zastosowanie)

-micele

-lamele

(-Fototropowe – substancje które zmieniają swoje właściwości pod wpływem światła)

Uporządkowanie

-pręto-podobne ( pręty połączone ze sobą „linami”)

-dyskotyczne ( walce nałożone na siebie)

Pod wpływem różnych przejść fazowych ten sam związek może mieć różne rodzaje i typy

BUDOWA CIEKŁYCH KRYSZTAŁÓW

k- kryształ

n- nemetyk

i-Ciecz izotropowa

Parametr porządku S = ½ ( 3cos^2 θ-1)

Θ- kąt miedzy długą osia molekuły ciekłego kryształu a direktorem n.

Wersor n- direktor

S<0,4 - ciecz

S=0.4 +/- 0,9 – ciekły kryształ

S> 0,9 – krształ

0<S<1

Dla nemetycznych ciekłch kryształow S przyjmuje typowe wartości pomiedzy 0,4-0,6

Natomiast dla smetkyków 0,6-0,9

Właściwość sprężyste

Podobnie jak większość ciał stałych , ciekłe kryształy wykazują pewne właściwości sprężyste
opisywane przez stałe sprężystości.

W jaki sposób zmienia się właściwości mieszanin ciekłokrystalicznych

Energia swobodna-jaka energia musi być poddana aby molekuła zaczęła się przeobrażać

energia zakotwiczenia W1 oraz stałe sprężystości wraz z anizotropią dielektryczna decydują
o napięciu progowego, powyżej którego następuje zmiana orientacji direktora nemetyka.
Właściwości tego napięcia nazywana a jest progiem Frederiksa ( molekuła ustawia się na
kierunek pola elektrycznego)

Ciało krystaliczne jako Materiał dwójłomny- ( ma dwa współczynniki załamania), czyli
takie które charakteryzowany jest przez dwa współczynniki załamania światła n0, niezależny
od kierunku padania i propagacji swatał oraz nadzwyczajny; który tę zależność wykazuje.
Dwójłomność optyczna jest definiowana jako różnica nadzwyczajnego i zwyczajnego
współczynnika załamania

∆n=n

e

-n

0

Powrót molekuły ze stanu wymuszonego zewnętrznym polem elektrycznym do stanu
podstawowego w jego nieobecności opisywany jest stałą czasową relaksacji układu

Anizotropia dielektryczna –dodatnia- molekuła ustawia się wzdłuż pola elektrycznego;
ujemna- prostopadłe ułożenie

∆E=0 prąd nie działa na molekułę

Zastosowania

-Wyświetlacze
-Telefony
-Telewizory
-Monitory,
-Kalkulatory

Ciekłe kryształy tracą swoje właściwości pod wpływem sił zniekształcających

Kevlar- materiał używany w kamizelkach kuloodpornych – ciekły kryształ