Hvordan er flytende krystaller dannet?

Flytende krystaller er verken fast eller flytende - de er en tilstand av materie faktisk mellomliggende mellom de to. Flytende krystaller kan vanligvis flyte som en væske, men deres molekyler er orientert i en noe organisert arrangement som molekyler eller atomer i en krystall. Flytende krystall skjermer (LCD) har en rekke bruksområder i enheter som lommekalkulatorer, instrumentpaneler, dataskjermer og annen elektronikk.

særtrekk

I motsetning til væsker, molekyler i flytende krystaller har en tendens til å vedta de samme orientering, slik at de stiller seg opp i rekker langs parallelle akser. Arrangementet av molekylene er bestilt og organisert selv om molekylene kan fortsette å strømme forbi hverandre. De fleste flytende krystaller dannes fra materialer med lange, stavlignende molekyler som har en partiell positiv ladning på den ene enden og en delvis negativ ladning på den andre.

Forskjellige typer

Det finnes flere forskjellige klasser av flytende krystaller. I nematiske fase krystaller, selv om molekylene er alle stilt opp på samme måte som lange rekker av biler, de er også forskjøvet slik at én rad kan være litt lenger foran eller bak den neste. I smetic fase krystaller, molekylene danner i lag eller ark som kan gli forbi hverandre. Som smetic fase krystaller, kolesteriske fase krystaller har også lag; molekylene i hvert lag er i en forskjellig vinkel fra de molekyler i andre lag.

Termotrope flytende krystaller

Termotrope flytende krystaller er laget av materialer som danner flytende krystaller innenfor et visst temperaturområde. Hvis temperaturen er for varm eller for kald, går materialet til en flytende eller fast tilstand. Termotrope flytende krystaller dannes ved å varme opp materialet fra dets fast tilstand. En kjemisk kalt para-azoxyanisole var en av de først oppdaget flytende krystaller, og er et eksempel på en termotrope flytende krystaller.

Lyotrope Liquid Crystals

Lyotrope flytende krystaller er sammensatt av materialer som danner flytende krystaller til visse konsentrasjoner. Dersom nok av materialet er til stede, vil det spontant innta en flytende krystallanordning. Cellemembraner er et vanlig eksempel i biologi; selv om de er skilt fra hverandre, og blandet med vann, lipider eller fett molekyler i cellemembraner kan spontant selv montere tilbake i et ordnet arrangement. Natrium laurbær sulfat er et eksempel på en kunstig kjemisk som også danner lyotrope flytende krystaller i vann.

Flytende krystall skjermer

LCD-skjermer er vanligvis laget ved hjelp nematiske fase krystaller; anordningen av molekylene bare tillater lys med en viss polarisasjon (lysbølger i en viss vinkel eller flis) for å komme gjennom. I nærvær av et elektrisk felt, men molekylene omstille slik at de blokkerer polarisert lys, og skaper en mørk flekk eller linjen på skjermen. Flytende krystall-skjermer i kalkulatorer, klokker og andre elektroniske enheter vanligvis fungerer på denne måten.