Hvordan fungerer de flytende krystaller?

Faste stoffer og væsker er to forskjellige klassifikasjoner for ikke-gassformete materialer. Disse materialene varierer i sine fysiske strukturer og hvordan deres molekyler oppfører seg. Flytende krystaller vise egenskapene til både faste stoffer og væsker, og kan ta på egenskapene til den ene eller den andre under visse vilkår. På grunn av disse unike egenskaper, kan flytende krystaller gi nye retninger innen moderne teknologi utviklingen.

Historie

Oppdagelsen av flytende krystaller brakt en ny fase av saken i eksistens i den vitenskapelige verden. Ifølge Case Western Reserve University, oppdagelsen kom gjennom et eksperiment utført i 1888 av Friedrich Reinitzer, en østerriksk botaniker. Ved oppvarming av et materiale som kalles kolesteryl-benzoat, Reinitzer observert at materialet smeltes i to forskjellige faser. Den første fasen produsert en uklar væske. Ytterligere oppvarming forårsaket uklar væske til å bli klar. Som et resultat av dette nye, flytende-faste materiale - som nå er kjent som flytende krystaller - ble kjent som en ny form for materie.

Identifikasjon

Flytende krystaller har en unik fysisk makeup som inkorporerer ryddig molekylære strukturen funnet i faste stoffer og fleksibiliteten i strukturen funnet i væsker, ifølge Case Western Reserve University. Dette betyr at deres molekyler naturlig stiller seg i en bestemt retning; skaper imidlertid avstanden mellom molekylene en mindre tett struktur. I kraft, flytende krystallmolekylene vises som frakoblet stavlignende former. Molekylene innretter seg langs en felles akse, noe som skaper en ordre, eller stabilitet som faste stoffer har.

Egenskaper

På grunn av sine fysiske egenskaper, er flytende krystallstrukturer målt i tre forskjellige bestillinger, eller dimensjoner-orienterings orden, bond orienterings orden og posisjonordre - ifølge Case Western Reserve University. Orienterings For måler graden av justering i forhold til hvor mye molekyler peker mot en bestemt akse, eller i en bestemt retning. Bond orienteringsordre måler hvor justert hvert molekyl er med en ved siden av den. Posisjonsmessig orden måler graden av symmetri til stede gjennom en flytende krystallstruktur.

effekter

De tre strukturelle ordre inneholdt inne flytende krystaller representerer et polymorft tilstand hvor ulike faser av materialet kan observeres samtidig. Som et resultat, kan det være vanskelig å identifisere hvilken tilstand (krystall fast eller flytende) et materiale som er i. Disse fasene vises som en væske-faststoff kontinuum inneholdt inne i materialet i henhold til Case Western Reserve University. Individuelle fasene beskrives som subphases eller mesofaser. Når du arbeider med flytende krystallstrukturer, kan forskerne manipulere subphases å produsere ulike optiske effekter.

Bruker

Flytende krystall materialer er brukt til å produsere mange forskjellige enheter, noe som inkluderer urskiver, videokamera seere og flytende krystall-skjermer, ifølge Science Encyclopedia. Når de utsettes for lys, kan de molekylære strukturer som finnes inne flytende krystaller kontrollere hvordan lyset stråler passere gjennom sitt krystallinsk materiale. Dette gir variasjon i lysintensitet, farge og hvor lyset er rettet. Forskere fortsette å utvikle nye måter å kontrollere hvordan molekylene er ordnet innen strukturer for å skape nye effekter.