Течните кристали - тя
Schlieren текстура в течно кристали
Течни кристали (LCD) съкратено - е състоянието фаза, в която някои вещества преминават при определени условия (температура, налягане, концентрация в разтвор). Течните кристали имат едновременно свойствата на двете течности (флуидитет) и кристал (анизотропия). Според структурата на дисплея е вискозна течност, състояща се от молекули или продълговата дискообразна, подредени по определен начин по целия обем на течността. Най-характерната черта на дисплея е възможността за промяна на ориентацията на молекулите под въздействието на електрически полета. което открива възможности за тяхното приложение в промишлеността. По вид на LCD обикновено се разделя на две основни групи: кинематика и smectic. На свой ред подразделен на подходящи кинематика нематичен и холестерични течни кристали.
История на откриването на течни кристали
Течни кристали, открити през 1888 г. от австрийския ботаник Е. Райницер. Той отбеляза, че холестерилови и холестерил кристали имат две точки на топене и, съответно, два различни течни състояния - мътни и прозрачни. Въпреки това, учените не са платени много внимание на необичайните свойства на тези течности. За дълго време, физици и химици, по принцип не признават течните кристали, защото тяхното съществуване унищожени теорията за трите състояния на материята. солидна. течни и газообразни. Учените течни кристали дължи на колоиден разтвор. след това да емулсии. Научни доказателства бе дадена от професор от университета в Карлсруе Ото Lemannom (Ото Леман го.) След години на изследвания, но дори и след появата през 1904 г. на книгата "откритие Течни кристали" не можа да намери приложението той пише.
През 1940 г. Виктор Николаевич Цветков формулирани основните концепции на съвременните физика на течни кристали, основното приложение мезоморфно течности в областта. VN Цветков обясни естеството на ориентиращия въздействието на електромагнитните полета на течно-кристални проби, свързани с тяхното диелектрик и диамагнитната анизотропия; Теоретични и експериментални методи за изследване на еластична деформация на нематични слоеве в електромагнитните полета. VN Цветков отвори и обясни феномена на динамично разсейване на светлината в течния кристал, свързан с анизотропия на проводима, диелектрични и вискозитетни свойства. Оригиналният метода на въртящото се магнитно поле позволяват първата ротационна вискозитет нематичен определя и изследва пъти макроскопска преориентиране на течни кристали вещества, че е от решаващо значение за разбирането на динамичните свойства на мезофази. Систематичните проучвания имат VN Цветков формулира обща теория на мезоморфно състояния и въведе мярка междумолекулна далечни разстояния ориентировъчна цел на течните кристали, и да се разработи експериментални методи за определяне на тази важна характеристика на мезофаза.
. През 1963, American J. Ferguson (. Английски Джеймс Fergason) използва най-важно свойство на течни кристали - да променят цвета под влияние на температура - за откриване невидими за термичните областта невъоръжено око. След като той е издаден патент (US патент 3,114,836), интересът към течните кристали се увеличи драстично.
През 1965 г. в САЩ, събрани на първата международна конференция по течни кристали. През 1968 г. американски учени са създали принципно нови индикатори за системите за информационни дисплеи. Техният принцип на действие се основава на факта, че течнокристални молекули в електрическо поле обръщат различно отразява и предава светлина. Под влияние на стреса. се подава към проводниците. спойка на екрана. това е станало на изображението, която се състои от микроскопични точици. Но едва след 1973, когато група британски химици, водени от Джордж Грей (инж. Георги Уилям Грей) получи течни кристали на относително евтини и лесно достъпни суровини, тези материали са широко използвани в различни устройства.
Групи от течни кристали
Според неговите общи свойства на дисплея могат да бъдат разделени на две основни групи:
- термотропен LC образуван чрез нагряване на твърдото вещество и съществуващи в определен диапазон на температура и налягане.
- лиотропна LC, което представлява две или повече системни компоненти, смесите, формирани в пръчковидни молекулите на веществото и водата (или други полярни разтворители). Тези пръчковидни молекули имат в единия край полярна група, и повечето от прът е гъвкав хидрофобен въглеводородна верига. Тези вещества се наричат фифили (Amphi - на гръцки означава две цели, философия - любящи, репутация). Примери на амфифили могат да бъдат фосфолипиди.
Амфифилни молекули обикновено са слабо разтворими във вода, са склонни да образуват агрегати по такъв начин, че техните полярни групи в интерфейса са насочени към течната фаза. При ниски температури, смесване на течността на амфифил с вода води до разделяне на системата в две фази. Едно изпълнение на амфифили със сложна структура може да служи като сапун вода система. Налице е алифатна анион СН3 - (СН2) п-2 -SO2 - (където п
12-20) и положителен йон на Na +, К +, NH4 + и др полярна група СО2 -. Претендира да се свърже плътно с водните молекули, докато неполярен група (амфифилен верига) се избягва контакт с водата. Това явление е типично на амфифили.
Термотропични LCD са разделени в три основни групи:
Схематично представяне на нематичен течно кристален.
- Нематичен течни кристали. В тези кристали не далечни разстояния ред в молекулни центрове на тежестта, те не трябва слоеста структура, техните молекули непрекъснато се плъзга в посока на дългите им оси, въртящи се около тях, като се запазва ориентировъчна цел: дълга ос насочена по предпочитано посока. Те се държат като обикновени течности. Нематичен фази са открити само в такива вещества, молекулите на които няма разлика между лявата и дясната форми на молекули идентични с нейния огледален образ (ахирални). Пример на материал, образуващ нематичен дисплея може да служи N- (-pair метоксибензилиден) -р-бутиланилин.
Схематично представяне на течния кристал в smectic фаза
Cholesterics са ярко оцветени, и най-малката промяна в температура (до хилядни от степен) води до промяна на спиралната терена и, следователно, промяна в цвета на LCD.
Във всички тези видове LCD характеристика е ориентацията на молекулите на дипол в определена посока, която се определя от вектора на единица - наречен "директор".
Неотдавна, така наречените отворени колонни фази, които се формират само дискообразни молекули, слоя, разположени един върху друг в ламинирана колони, с паралелни оптични оси. Често по-нататък "течни влакна", по протежение на която молекулите притежават транслационни степени на свобода. Този клас съединения е предсказано от Академик L. D. Landau. и се отварят само през 1977 г. Чандрасекар. Схематично поръчване характер на течни кристали споменатия тип е показан на фиг.
В LCD необичайни оптични свойства. Кинематика и smectic - оптически едноосови кристали. Cholesterics поради периодична структура силно отразяващи светлина във видимата област на спектъра. Тъй като нематичен и холестерични носители свойства е течна фаза, тя лесно се деформира чрез външно въздействие, и тъй като спираловидната терена в холестеринови много чувствителни към температура, следователно отразената светлина рязко варира с температурата, в резултат на агент промяна на цвета.
Тези явления са широко използвани в различни приложения, например, за да намерите горещи точки в mikrotsepyah локализация в човека фрактури и тумори изображения изображение инфрачервена и сътр.
Много характеристики на електро-оптични устройства, работещи в лиотропна LC, определени от анизотропия на електрическата проводимост, което, от своя страна, е свързан с анизотропия на електронния поляризуемост. За някои вещества, в резултат на анизотропията на свойствата на LCD проводимостта променя знак. Например, за п-octyloxybenzoic киселина преминава през нула при температура от 146 ° С и се дължи това структурните характеристики на мезофаза и на поляризуемост на молекулите. Ориентацията на молекулите на нематичен фаза е обикновено съвпада с най-висока проводимост.
Всички форми на живот по един или друг начин свързани с дейността на живи клетки, много структурни звена, които са подобни на структурата на течния кристал. С забележителни диелектрични свойства, LCD вътреклетъчен форма хетерогенна повърхност, те управляват връзката между клетката и външната среда, както и между отделните клетки и тъкани, според необходимите инертност съставните части на клетката, като го защитава от ензимната влияние. По този начин, създаването на поведение на дисплея се отваря нови перспективи в развитието на молекулярната биология.
Прилагането на течни кристали
Сегмент и точка LCD.
Един от най-важните приложения на течни кристали - термография. Чрез избора на състава на материала с течни кристали, създаване на индикатори за различни температурни диапазони и различни конструкции. Например, течни кристали, под формата на филм, нанесен транзистори. интегрални схеми и печатни платки на електронни схеми. Дефектните елементи - изключително горещи или студени, разбити - веднага видими в ярки цветни петна. Новите функции са получили лекарите: един дисплей с течни кристали върху кожата на пациента да се диагностицира бързо латентна възпаление и дори подуване.
С течни кристали проявяват вредни изпарения на химични съединения и опасни за здравето на човека гама - и ултравиолетова радиация. Въз основа на течни кристали, създадени метра под налягане. ултразвукови детектори. Но най-обещаващите областта на прилагане на течно кристални вещества - информационните технологии. От първите показатели са познати на всички електронния часовник за цветни телевизори с LCD екран с размер на пощенска картичка премина няколко години. Такива телевизори предоставят снимки на изключително високо качество, докато консумират по-малко енергия.
Вижте какво значи "Течни кристали" в други речници:
Течните кристали - специална състояние на определен ryh органичен. в в с ром те имат reologich. вие комуникация на флуида, но запази решен. ред в режим на молекулите и анизотропия на броя на Phys. комуникационна характеристика телевизия. кристали. Отворен през 1889 г. в Австрия. ... ... Физическо енциклопедия
Течните кристали - течни кристали. Разположение на молекулите в течен кристал. Течните кристали, течности с анизотропни свойства (по-специално, оптични), свързани с подредбата на молекулярна ориентация. Поради силната зависимост на физичните свойства на ... ... Illustrated тълковен речник
Течни кристали - течни, притежаващ анизотропни свойства (по-специално, оптични), свързани с подредбата на молекулярна ориентация. Поради силната зависимост на свойствата на течните кристали от външни влияния смятат много приложения в изкуството ... ... Голям тълковен речник
Течни кристали - органични вещества, характеризиращ се с комбинация от свойства (см.) И твърдото вещество потока (см.) Подреждане на молекулярна ориентация и оптичен (см.). Конкретни указания за Жан., Както и в твърдо, като в този светлинен лъч се разпространява без да се чувствате ... ... Най-Polytechnique енциклопедия
Течни кристали - течни, притежаващ анизотропни свойства (по-специално, оптичен), свързани с удължена форма и подреждане на молекулите в тяхната ориентация. Поради силната зависимост от свойствата на течни кристали от външни влияния са ... ... Collegiate речник
Течни кристали - течнокристално състояние Мезоморфното състояние, състояние на материята, в която е течни свойства (течливост) и някои от свойствата на твърди кристали (анизотропия (виж анизотропия) свойства.). J. да. Форма ... ... The Great съветска енциклопедия
Течни кристали - в VA, преминаващи при определени условия (T PA, налягане, концентрация в разтвор) в zhidkokristallich. Състоянието на рояк е междинен между кристален. държавни и течност. Както с конвенционални течности, до Zh. Притежават течливост, но с ... ... Химическа енциклопедия
Течните кристали - специална състояние на определен ryh органичен. в в с ром те имат reologich. (Вж. Реология) поточна комуникация течност ти, но да запази реда на подреждане на молекулите и определен анизотропия в ryh комуникация характеристика на кристали. J. да. Оформете уа ... ... Голям тълковен речник Политехническия
Течни кристали - течни, притежаващ анизотропни свойства (по-специално, оптичен), свързани с удължена форма и подреждане на молекулите в тяхната ориентация. Поради силната зависимост от свойствата на Жан. На вътр. въздействия те намират много приложения в ... Natural. Collegiate речника
Течни кристали - течни, притежаващ анизотропни свойства (по-специално, оптичен), свързани с продълговата форма и подреждане на молекулите в тяхната ориентация ... Започнете модерен естествен
- Течните кристали. Структурата и свойствата. L. М. Blinov. Книгата е написана от експеримента да експериментатори, както и за всеки, който се интересуват от течните кристали. Книгата засяга почти всички най-важните области на научните изследвания на ... Прочети повече купи за 1144 рубли
- Течните кристали. Структурата и свойствата. Blinov LM Книгата е написана от експеримента да експериментатори, както и за всеки, който се интересуват от течните кристали. Книгата засяга почти всички най-важните области на научните изследвания на ... Прочети повече купи за 766 рубли
- Течните кристали. Чандрасекар S. Книгата описва теорията на течни кристали, теорията е постоянно в сравнение с експерименти. За първи път в руската raschetysvoystv представени микроскопични течни кристали, ... Още Купете сега за 490 рубли