Nadciekłość i ciekłe kryształy PB

Nadciekłość i ciekłe
kryształy
Piotr Barcik
Ciekłe kryształy
u� Ciekłe kryształy nazwa fazy pośredniej między ciekłym i
krystalicznym stanem skupienia materii
http://pl.wikipedia.org/wiki/Ciekły_kryształ
Ciekłe kryształy
u� Mają zdolność do płynięcia, charakterystyczna dla cieczy i
jednocześnie dalekozasięgowe uporządkowanie
tworzących ją cząsteczek, podobnie jak to ma miejsce w
kryształach.
http://pl.wikipedia.org/wiki/Ciekły_kryształ
u� Odkrywcą był austriacki botanik F.
Reinitzer (1888), który został
zaskoczony nienormalnym,
dwustopniowym sposobem topienia
się nowo zsyntezowanego przez
siebie benzoesanu cholesterylu:
najpierw w ciecz mętną, a przy
dalszym jej ogrzewaniu w
przezroczystą
Główna cecha ciekłych kryształów
u� Brak uporządkowania translacyjnego dalekiego zasięgu
(które istnieje w kryształach i którego brak w cieczy), ale
równocześnie w ciekłych kryształach istnieje
uporządkowanie orientacyjne molekuł dalekiego zasięgu
Struktura cząsteczek CK
u� Cząstki mają wydłużony kształt w jednym lub
dwóch wymiarach (pręty lub dyski)
u� Anizotropia
Właściwości
u� Uporządkowanie orientacyjne cząsteczek zmienia szereg
własności ciekłych kryształów powodując, że wykazują
one własności, które występują tylko w kryształach, na
przykład dwójłomność optyczną
Fazy ciekłokrystaliczne (mezofazy)
u� Termotropowe:
u� Faza termotropowa pojawia się tylko w danym zakresie
temperatur
u� Można ją produkować poprzez ogrzanie kryształu
u� Wiele termotropowych CK wykazują różne fazy przy
zmianie temperatur
Faza nematyczna
u� Najbardziej znana i powszechna faza CK
u� Nazwa od greckiego nema wątek, nić
u� Brak uporządkowania w środkach mas molekuł
u� Cząstki mają nadal możliwość przemieszczenia się
w całej objętości CK
u� Molekuły dążą do zorientowania równoległe
jednej niektórej wspólnej osi
u� Orientację jej wyznacza jednostkowy wektor n
u� Director
Faza smektyczna
u� Z języka greckiego mydło
u� Oprócz równoległego uporządkowania
Osi cząsteczek wzdłuż dyrektora istnieje
Też dodatkowe uporządkowanie w warstwy
u� Smektyki mają większy stopień uporządkowania
u� Na rysunkach SmA oraz SmC
Rodzaje smektyków
u� smektyki ortogonalne: direktor jest prostopadły do powierzchni
warstw (SmA, SmB, SmE).
u� smektyki pochylone (nieortogonalne) direktor przecina powierzchnie
warstw pod kątem innym niż 90� (SmC, SmG, SmH). Nazwa pochodzi
od tego, że w fazach tych, prętopodobne cząsteczki są "pochylone" w
warstwach, w stosunku do płaszczyzny warstw.
Faza skręcona (chiralna)
u� Równoległe ułożenie cząsteczek w warstwach
u� Przesuniętych względem siebie o pewien kąt
u� To nadaje jej kształt śrubowy
u� Nazwa od skręcenia cząsteczek w różnych
Warstwach
u� Niewielka ilość cholesteryka dodana do nematyka skręca go
u� Z kolei umieszczając cholesteryk w polu magnetycznym można go
wyprostować czyli przeprowadzić w stan nematyczny
Faza liotropowa
u� Uzyskuje się poprzez rozpuszczenie substancji
mających tendencję do tworzenia fazy
ciekłokrystalicznej w odpowiednich rozpuszczalnikach
u� Są to związki zwykle z częścią polarną i niepolarną
u� Rozpuszczalnik daje możliwość ruchu cząsteczek
u� Substancja rozpuszczana może tworzyć micele lub
pęcherzyki tak aby ukryć hydrofobowy ogon
(w związkach rozpuszczanych w wodzie)
u� Struktura liotropowych ciekłych kryształów.
u� Czerwona główka ma kontakt z wodą
u� Niebieskie końcówki nie chcą mieć kontaktu z wodą, jeśli już to z
tłuszczem
u� Jest to na przykład roztwór mydła
u� Faza ciekłokrystaliczna (ułożenie cząsteczek) pojawia się dopiero przy
odpowiedniej ilości substancji
Zastosowania Ciekłych Kryształów
u� Termografia ciekłokrystaliczna
u� Kosmetyka
u� Zasłony/Szyby
u� Defektoskopia
u� Monitory Ciekłokrystaliczne
Początek monitorów LCD
u� Richard Williams w 1962 przyłożył pole elektryczne do cienkiej warstwy
nematycznego ciekłego kryształu w 125 �C , i zaobserwował uformowanie się
regularnego wzoru
u� Nazwał go domenami (zwane domenami Williamsa)
u� To zaprowadziło jego znajomego George a Heilmeier a do przeprowadzenia
badań nad ciekłokrystalicznym płaskim wyświetlaczem
u� Aby móc zastąpić standardowy wyświetlacz CRT (cathode ray tube)
u� Niestety pierwsza substancja, którą testowano - para-azoxyanisole ujawniał
nematyczną fazę dopiero powyżej temperatury 116 �C
u� Niestety sprawiło to, że nie mogło być mowy o praktycznym zastosowaniu
wynalazku
Nadciekłość
u� Nadciekłość (także nadpłynność) stan materii
charakteryzujący się całkowitym zanikiem lepkości.
u� Materia w stanie nadciekłym, puszczona w ruch w
dowolnym obiegu zamkniętym, może w nim krążyć bez
końca, bez żadnego dodatkowego nakładu energii.
u� Zjawisko to zostało odkryte przez Piotra Kapicę, Johna F
Allena i Dona Misenera w 1937 r.
u� Zjawisko nadciekłości wynika ze szczególnych kolektywnych zjawisk
kwantowych występujących w cieczach znajdujących się w bardzo
niskiej temperaturze
u� Nadciekły hel tworzy na powierzchniach, z którymi się styka, cienką
błonkę i wpływa do wewnętrznego naczynia
Krótkie wyjaśnienie
u� Atomy helu-4 są z formalnego punktu widzenia bozonami
(choć nie są nimi w ścisłym znaczeniu tego słowa) i
dlatego ich nadciekłość może być tłumaczona faktem
generowania kondensatu Bosego-Einsteina przez ten
układ.
u� Efektem kondensacji jest kolektywne zachowanie
wszystkich cząstek biorących w niej udział (w przybliżeniu
wszystkie zachowują się jak jedna cząstka)
Dziękuję za uwagę! J�
Piotr Barcik

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Ciekłe kryształy PB
ciekle krysztaly a
Fizyka 2 12 ciekłe kryształy
fizyka polimerow 9 ciekle krysztaly polimerowe
kryształy spr 3 bez filtra Mo
262 969 2 PB
Okuma OSP 5020L [PB] L604 85 1
2010 09 PB 28 33 ezerskiy (1)id 146

więcej podobnych podstron