Жидкие кристаллы

Жидкие кристаллы

ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ, особая форма агрегатного состояния вещества, отличающаяся как от типичного твердого (кристаллического), так и от типичного жидкого (аморфного) состояния. Жидкокристаллическое, или мезоморфное, состояние характерно для многих органических соединений, у которых оно встречается наряду с другими состояниями. Подобно обыкновенным жидкостям жидкие кристаллы обладают текучестью и способностью к образованию капель; подобно твердым кристаллам жидкие кристаллы обладают анизотропией внутреннего строения, обнаруживающейся гл. обр. в сильном двойном преломлении света, иногда сопровождающемся дихроизмом. Различают два типа жидких кристаллов: 1) нематический тип, названный так вследствие особенностей его молекулярной структуры; этот тип называется также капельножидким; 2) смектический тип, т. к. различные виды мыла образуют жидкие кристаллы этого типа; смектические жидкие кристаллы образуют капли не шарообразной, а удлиненной формы, сохраняющие, тем не менее, свою текучесть. Разновидностью нематического типа является тип холестерический, наблюдающийся в сложных эфирах холестерина и обладающий аномальным вращением плоскости поляризации. Жидкие кристаллы всех типов обладают в большей или меньшей степени способностью ориентироваться в магнитном поле.

Образование жидких кристаллов можно наблюдать при охлаждении некоторых веществ в жидком состоянии до определенной температуры; превращение обыкновенной жидкости в жидкие кристаллы вполне аналогично обычной кристаллизации. Обратно, при нагревании до той же температуры жидкие кристаллы «плавятся», т. е. превращаются в обыкновенную жидкость; это превращение сопровождается поглощением скрытой теплоты. При охлаждении жидких кристаллов до другой определенной температуры можно наблюдать превращение их в твердое состояние. Обратный переход при нагревании твердых кристаллов в жидкие кристаллы также сопровождается поглощением скрытой теплоты. В некоторых веществах, однако, жидкие кристаллы появляются только при охлаждении жидкости, из твердого же состояния они получиться не могут, так как всегда оказываются неустойчивыми по отношению к твердому состоянию. Есть вещества, существующие в нескольких жидкокристаллических состояниях и переходящие из одного состояния в другое при определенных температурах - явление, аналогичное полиморфизму у твердых кристаллов. Некоторые из этих состояний могут обнаруживать постоянную неустойчивость по отношению к другим состояниям. Существуют химические соединения, которые могут существовать только в форме жидких кристаллов в определенном температурном промежутке; вне этого промежутка соединение распадается на составные части твердого или жидкого состояний.

Исследование жидких кристаллов рентгеновскими лучами показало у жидких кристаллов нематического типа полное отсутствие кристаллической решетки; если их ориентировать в магнитном поле, то рентгеновские лучи, обнаруживают в них существование молекулярных рядов, параллельных силовым линиям поля. В смектических жидких кристаллах обнаруживается структура в форме одной системы равноотстоящих параллельных плоскостей. Свойства жидких кристаллов объясняются взаимной ориентировкой их молекул, которые у всех веществ, образующих жидкие кристаллы, обладают удлиненной формой. Является ли основной единицей структуры жидких кристаллов одна молекула или агрегат молекул, в настоящее время нельзя еще считать выясненным. Жидкие кристаллы смектического типа обладают способностью впитывать в себя посторонние жидкости, образуя т. н. миелиновые формы, имеющие червеобразную, а иногда и довольно сложную внешнюю структуру. Вследствие изменения поверхностного натяжения в зависимости от температуры миелиновые формы обладают иногда как бы самопроизвольным движением («живые кристаллы»).

Изучение жидких кристаллов имеет значение в некоторых биологических вопросах, т. к. липоиды, входящие в состав тканей живых организмов, представляют собой вещества, образующие жидкие кристаллы. В настоящее время изучение жидких кристаллов имеет большое значение в области патологической анатомии.

 

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 7 - 1929 г.