1. 2.1.Термотропние рідкі кристали
2. 2.2. ліотропні рідкі кристали

Вступ . 1

1. Історія відкриття рідких кристалів. 1

2. Молекулярна будова і структура рідких кристалів. 3

2.1.Термотропние рідкі кристали .. 4

2.2. Ліотропні рідкі кристали .. 6

3. Анізотропія фізичних властивостей - основна особливість рідких кристалів. 7

4. Як управляти рідкими кристалами. 8

5. Як управляти холестерической спіраллю .. 10

Висновок. 14

Список літератури: 19

Незвичайне поєднання слів "рідкі кристали", ймовірно, багатьом вже знайоме, хоча далеко не всі собі уявляють, що ж стоїть за цим дивним і, здавалося б суперечливим поняттям. Ці дивовижні речовини вдало поєднують в собі анізотропні властивості кристалів і текучі властивості рідин.

Світове виробництво ЖК-індикаторів і дисплеїв обчислюється мільярдами і, за прогнозами буде збільшуватися і далі. Вже зараз без перебільшення можна сказати, що прогрес і розвиток низки галузей науки і техніки немислимі без розвитку досліджень в області рідких кристалів. Не менший інтерес представляють собою рідкі кристали з точки зору біології та процесів життєдіяльності. Функціонування клітинних мембран і ДНК, передача нервових імпульсів, робота м'язів, формування аттеросклеротіческіх бляшок - ось далеко неповний перелік процесів, що протікають в ЖК-фазі, з притаманними цій фазі особливостями - схильністю до самоорганізації та збереженні високої молекулярної рухливості.

З часу відкриття рідких кристалів пройшло більше 100 років. Вперше їх виявив австрійський ботанік Фрідріх Рейнитцер, спостерігаючи дві точки плавлення складного ефіру холестерину - холестерилбензоат (рис.1).

рис.1

Перше ЖК-з'єднання - холестерилбензоат і діаграма, що ілюструє температурну область існування ЖК-фази.

При температурі плавлення (Tпл), 1450C, кристалічна речовина перетворювалося в каламутну, сильно розсіюють світло рідину, яка при 1790C ставала прозорою. На відміну від точки плавлення температуру, при якій відбувалося просвітлення зразка, Рейнитцер назвав точкою просвітління (Tпр). Вражений цим надзвичайним явище, що свідчить як ніби про подвійне плавленні, Рейнитцер відправив свої препарати німецькому кристалографії Отто Леману з проханням допомогти розібратися в дивній поведінці холестерілбенозоата. Досліджуючи їх за допомогою поляризаційного мікроскопа, Леман встановив, що каламутна фаза, яка спостерігається Рейнитцер, є анізатропной. Оскільки властивості анізотропії притаманне твердому кристалу, а речовина у мутній фазі було рідким, Леман назвав його рідким кристалом.

З тих пір речовини, здатні в певному температурному інтервалі вище точки плавлення поєднувати одночасно властивості рідин (плинність, здатність до утворення крапель) і властивості кристалічних тіл (анізотропії), стали називатися рідкими кристалами або рідкокристалічними. ЖК-речовини часто називають мезоморфним, а утворену ними ЖК-фазу - мезофаза (від грец. "Мезос" - проміжний). Такий стан є термодинамічно стабільним фазовим станом і по праву на ряду з твердим, рідким і газоподібним може розглядатися як четвертий стан речовини.

Однак розуміння природи ЖК-стану речовин встановлення і дослідження їх структурної організації приходить значно пізніше. Серйозне недовіру до самого факту існування таких незвичайних сполук в 20 - 30-х роках змінилося їх активним дослідженням. Роботи Д. Форлендер в Німеччині багато в чому сприяли синтезу нових ЖК-з'єднань. Досить сказати, що під його керівництвом було виконано 85 дисертацій по рідких кристалів. Французький вчений Ж. Фрідель запропонував першу класифікацію рідких кристалів, голландець С. Озеен і чех Х. Цохер створили теорію пружності, російські вчені В.К. Фредерікс і В.Н. Цвєтков в СРСР в 30-х роках вперше досліджували поведінку рідких кристалів в електричних і магнітних полях. Однак то 60-х років вивчення рідких кристалів не представляло суттєвого практичного інтересу, і всі наукові дослідження мали досить обмежений, чисто академічний інтерес.

Ситуація різко змінилася в середині 60-х років, коли у зв'язку з бурхливим розвитком мікроелектроніки і мікромініатюризації приладів потрібні були речовини, здатні відображати і передавати інформацію, споживаючи при цьому мінімум енергії. І ось тут на допомогу прийшли рідкі кристали, двоїстий характер яких (анізотропія властивостей і висока молекулярна рухливість) дозволили створити керовані зовнішнім електричним полем швидкодіючі і економічні ЖК-індикатори, які є по суті основним елементом багатомільйонної "армії" годин, калькуляторів, плоских екранів телевізорів і т. д.

Жідкокрістлліческій бум, в свою чергу, стимулював активну наукову діяльність, скликалися міжнародні симпозіуми і конференції по рідким кристалам, організовувалися школи для молодих вчених, випускалися збірники та монографії.

Що ж являють собою ці незвичайні кристали і які особливі властивості, які зробили їх сьогодні практично незамінними?

Зараз відомо вже близько сотні тисяч органічних речовин, які можуть перебувати в ЖК-стані, і число таких з'єднань безперервно зростає. Якщо перші десятиліття після відкриття рідких кристалів основними представниками цих сполук були тільки речовини, що складаються з асиметричних молекул стержнеобразной форми, - так звані каламітікі (від грец. "Каламіс" - очерет), то в наслідку було виявлено, що в ЖК-стан можуть переходити найрізноманітніші речовини, що мають молекули більш складної форми (диски, пластини та ін.). Молекули РК-з'єднань дуже часто називають мезогенних, а угруповання або фрагменти мальок, що сприяють формуванню ЖК-фази, - мезогенності групами. У таблиці 1 наведені приклади стержнеобразних мезогенних - каломітіков, а також хімічні формули дископодібних (діскотікі) і планкообразних мезогенних (санідікі) (від грец. "Санідіс" - планка).

Як видно з таблиці 1, серед мезогенних груп найчастіше зустрічаються бензольні кільця, пов'язані безпосередньо один з одним за допомогою різних хімічних угруповань (-CH = CH-, -CH = N-, -NH-CO та ін.). Характерною особливістю всіх ЖК-з'єднань є асиметрична форма Малек, що забезпечує анізотропію поляризуемости і тенденцію до розташування молекул переважно паралельно один одному уздовж їх довгих (каламітікі і санідікі) і коротких (діскотікі) осей.

Таблиця 1.

Типові приклади хімічних сполук, що утворюють ЖК-фазу.

2.1.Термотропние рідкі кристали

Залежно від характеру розташування молекул згідно до л ассіфіка ц ії, запропонованої е щ е Фріделем, розрізняють три основних типи структур ЖК-з'єднань: смектіческом, нематический і холестерические. Зазначені типи структур відносяться до так званим термотропних рідких кристалів, утворення яких здійснюється тільки при термічному впливі на ве щ єство (нагрівання або охолодження). На рис. 2 показані схеми распо л оженився стержне- і дископодібних мо л екул в трьох перечис л енних структурних модифікаціях рідких кристалів.

Мал. 2. Осно в ні типи ра сп оложеніе стрижні-образних (а-в ) І дископодібних (г) молекул в рідкі х кристалах: а - смектична фаза, б - нематического, в - холестеричних, г - діскотіческая ( n- дир е ктор).

Смектіческом тип рідких кристалів (смектики - від грец. слова "Смегма" - мило) найближче до істинно кристалічним тілам. М ол екули розташовуються в шарах, і їх центри тяжіння по д Віжн в двох вимірах (на смектіческом й площині). При цьому д лінние осі молекул в кожному шарі можуть розташовуватися як перпендикулярно площині шару (ортогональні смектики), так і під деяким кутом (похилі смектики). Напрямок переваж щ ественной орієнтації осей молекул прийнято називаючи ть директором, який зазвичай позначається вектором n (рис. 2, а).

нематический тип рідких кристалів (нематики від грец. "нема" - нитка) характеризується наявністю тільки одновимірного орієнтаційної порядку довгих (каламітікі) або коротких (діскотікі) осей молекул (рис. 2 б і г відповідно). При цьому центри тяжкості молекул розташовані в просторі хаотично, що свідчить про відсутність трансляційного порядку.

Найбільш складний тип упорядкування молекул рідких кристалів холестеричних (холестериках), утворений хіральними (оптично ак т івнимі) молекулами, що містять асиметричний атом вуглецю. Це означає, що такі м про лекул є дзеркально-несиметричними на відміну про т з е ркально-симетричних молекул нематиков. вперше холестеричних мезофаза спостерігалася для похідних хол е стерину, звідки й походить її назва. холестериках у багатьох відно ш еніях п про Добнєв нематика, в яких реалізується про д номерний орієнтаційний порядок; вони утворюються також при додаванні невеликих кількостей хіральних з'єднань (1-2 мол. %) до нематика. Як видно з рис. 2, в, в цьому випадку додатково реалізується спіральна закрученность молекул, і дуже часто холестериках називають закрученим нематика.

Періодична спіральна структура холестериках визначає їх унікальну особливість - здатність селективно відображати падаюче світло, "раб про тая "в цьому випадку як дифракційна ре ш ЕТКА. При фіксованому вугіллі відображення умови інтерференції виконуються тільки для променів одного кольору, і шар (або плівка) холестерика здається забарвленим в один ц вет. цей ц вет визначається кроком спіралі Р, який при нормальному куті падіння світла простим обра з ом пов'язаний з максимумом довжини хвилі відбитого світла l max:

P = l max / n, (1)

де n - показник заломлення холестерика. Цей ефект виборчого відображення плівкою холестерика світла з певною довжиною хвилі отримав назву селективного відображення. Залежно від величини кроку спіралі, який визначається хімічною природою холестерика, максимум довжини хвилі відбитого світла може розташовуватися у видимій, а також в ІК і УФ-областях спектра, визначаючи широкі галузі використання оптичних властивостей холестериках .

Будь-який з трьох типів мезофаз розглядається зазвичай як безперервна анізотропна середовище, де в невеликих за розмірами мікрообьемах (їх часто називають роями або доменами), перебуваючи щ їх, як правило, з 104-105 молекул, молекули орієнтовані паралельно один друг у .

Тепер розглянемо макроскопічну структуру рідких кристалів, яку найчастіше називають текстурою, розуміючи під цим сукупність структурних деталей зразка рідкого кристала, помешенного між двома стеклами і досліджуваного за допомогою оптичного поляризаційного мікроскопа. Кожен тип рідкого кристала мимовільно утворює свої характерні текстури, за якими їх часто вдається ідентифікувати. Як правило, текстури рідких кристалів настільки "фотогенічні", що їх красиві мікрофотографії часто завадять на об л ожках наукових журналів і науково-популярних з д аній.

Мал. 3 Типові текстури нематических (а), смектических (б) і холестерических (в) рідких кристалів: а - шлірен, б - віялова, в - конфокальна текстури.

Нематические рідкі кристали характеризуються так званої шлірен-текстурою (рис. 3, а), представляю щ їй собою систему то н ких ниткоподібних ліній і точок з ниткоподібні чорними "хвостами". Ці лінії називають дисклінацій (від грец. "Клині" - нахил) .Вони є місця різкої зміни направле н ия орієнтації довгих осей молекул. Характерною текстурою смектіков є віяло н а текстура, яка багато в чому нагадує кристали звичайних твердих тіл (рис. 3, б), що підкреслює наиб про Більшу аналогію в структурній організації двумерно-впорядкованих смектіков і трехмерно-впорядкованих кристалів. Неорієнтовані холестериках утворюють конфока л ьную текстуру, яка складається з окремих і пов'язаних між собою складних утворень, які називаються конфокальної доменами (рис. 3, в).

Важливо відзначити, що всі розглянуті текстури надзвичайно лабільні і легко піддаються структурним перебудовам під дією невеликих зовнішніх впливів (механічні напруги, електричні еские поля, температура та ін.).

2.2. ліотропні рідкі кристали

На відміну від термотропних жи д ких кристалів ліотропні рідкі кристали утворюються при розчиненні ряду амфіфільних з'єднань в певних розчинниках і мають, як правило, більш складну структуру, ніж термотропниє рідкі кристали. амфіфільних з'єднання складаються з молекул , містять гідрофільні і ги д рофобние групи. Такі сполуки широко поширені в природі. Так, наприклад, будь-яка жирна кислота є амфіфільних. Її молекули складаються з двох частин: полярної "головки" (СООН-група) і вуглеводневої "хвоста" [СН3 (СН2) n-]. Подібні з'єднання при розчиненні в воді, як правило, утворюють міцелярні розчини, в яких полярні головки стирчать назовні, перебуваючи в контакті з водою , а вуглеводневі хвости, контактуючи один з одним , дивляться всередину. так і е ми ц Єлли (рис. 4, а) і є тими структурними елементами, з яких будуються ліотропні рідкі кристали, формуючи, наприклад, циліндричну або ламеллярную форми (рис. 4, б, в).

Мал. 4. Деякі типи ліотропних рідкокристалічних структур, утворені амфіфілів ними молекулами в водних розчинах: а - циліндричні до а Міце л ла, б - гексагональная упаковка циліндричних міцел, в - ламеллярную смектіческом рідкий кристал; г - будови е мембрани, що складається з фосфолипидного подвійного шару ( 1 ) і молекул белко в (2).

На відміну від термотропних рідких кристалів, де формування певного типу мезофази визначається лише температурою, в ліотропних системах тип струк т ур н про й організації визначається вже двома параметрами: концентрацією речовини і температурою. Ліотропні рідкі кристали наиболе е часто утворюються біологічними системами, функціонуючими у водних середовищах. Саме в пов і х системах в найбільш яскравій формі проявляються унікальні особливості рідких кристалів, що поєднують лабиль ь ність з високою схильністю до самоорганізації. Обмежимося лише одним при мером, належать до клітин і внутрішньоклітинних органел, покритим тонкими високоупорядоченние оболонками - мембранами. Сучасні структурні дослідження показують, що мембрани являють собою типові ліотропні ламеллярние лабільні ЖК-структури, складанні цьо н ні з подвійного шару фосфоліпідів, в якому "розчинені" білки, полісахаріли, холестерин та інші життєво важливі компоненти (рис. 4, г). Таке а н і з отропное будова мембрани, з одного боку, п про зволяет за щ і щ ать її внутрішню частина від небажаних зовнішніх впливів, а з іншого боку, її "рідинної" характер забезпечує високі транспортні властивості (прони ц аемость, перенесення іонів і ін.), що надає клітині визначаю щ ую роль в процесах життєдіяльності.

Оскільки основним струк т урним ознакою рідких кристалів є наявність орієнтаційної порядку, обумовленого анізотропної формою молекул, то природно, що всі їх властивості так чи інакше визначаються ступенем орієнтації-оніого упорядкування. Кількісно ступінь впорядкованості рідкого кристала визначається параметром порядку S, введеним В.І. Квітковим в 40-х роках:

S = 0,5 á (3cos2 q - 1) ñ (2)

де q - кут між віссю индивидуа л ьной молекули рідкого кристала і переважним напрямком всього ансамблю, що визначаються директором n (рис. 2) (кутові дужки означають усереднення за всіма орієнтацією ц иям молекул). Легко зрозуміти, що в повністю разупорядоченной изотропно-рідкій фазі S = 0, а в повністю тв е рдом кристалі S = 1 . Параметр порядку рідкого кристала лежить в межах від 0 до 1. Саме існування орієнтаційної порядку обумовлює анізотропію всіх фізичних властивостей рідких кристалів. Так, анізотропна форма молекул каламітіков визначає появу подвійного променезаломлення ( D n) і діелектричної анізотропії ( De), величини яких можуть бути виражені таким чином:

D n || = N || - n ^ і De || = E || - e ^ (3)

де n || , N ^ и e || , E ^ - показатели заломлених и діелектрічні постійні відповідно, віміряні при паралельній та перпендікулярної орієнтації Довгих осей молекул относительно директора. Значення D n для ЖК-з'єднань зазвічай в е сьма Великі и змінюються в ш Ірокі межах залежних від їх хімічної Будови, досягаючі іноді величини порядку 0,3-0,4. Величина и знак De залежався від співвідношення между анізотропією поляризація молекули, величиною постійного дипольного моменту m, а такоже від кута между д у напрямом дипольного моменту і довгою молекулярної віссю. Приклади двох ЖК-з'єднань, характери з ующіхся позитивної і про т ріцательно величиною D e, наведені нижче:

Нагрівання рідкого кристала, знижуючи його орієнтаційний порядок, супроводжується монотонним зниженням значень D n і D e, так що в точці зникнення ЖК-фази при Тпр анізотропія властивостей повністю зникає.

У той же час саме анізотропія всіх фізичних характеристик рідкого кристала в поєднанні з низькою в'язкістю цих сполук і дозволяє з високою легкістю і ефек т івностью здійснювати орієнтацію (і переорієнтацію) їх м про лекул під дією невеликих "возму щ ающіх "факторів (електричні і магнітні поля, механічне напруження), істотно змінюючи їх структуру і властивості. Саме тому рідкі кристали л ли виявилися незамінними Електрооптичного-активними середовищами, на основі яких і було створено нове покоління так званих ЖК-індикаторів.

Основою будь-якого РК-індикатора є так звана електрооптична осередок, пристрій якій зображено на рис. 5. Дві плоскі скляні пластинки з нанесеним на них прозорим проводячи щ їм шаром з окису олова або окису індію, виконую щ ие роль е л ектродов, поділяються тонкими прокладками з непроводяшего матеріалу (поліетилен, тефлон). Утворився зазор між пластинками, який коливається від 5 до 50 мкм (в залежності від призначення осередки), заповнюється рідким кристалом, і вся "Сандвічеві" конструкція по периметру "запаюється" герметик й або іншим ізолюючим матеріалом (рис. 5). Отримана таким чином осередок може бути помішані між двома дуже тонкими плівковими поляризаторами, площині поляризується ц ії яких утворюють певний кут з ц ялиною спостереження ефектів орієнтацією ц ії молекул під дією елек т рического поля. Додаток до тонкому ЖК-шару навіть невеликого елек т рического напруги (1,5 - 3 В) внаслідок відносно низької в'язкості і внутрішнього тертя анизотропной рідини призводить до зміни орієнтацією ц ії рідкого кристала. При цьому важливо підкреслити, що електричне поле впливає не на окремі молекули, а на орієнтовані групи молекул (рої або домени) , що складаються з десятків тисяч молекул, внаслідок чого енергія електростатичного взаємодії значно перевищує енергію теплового руху молекул. В результаті рідкий кристал прагне повернутися таким чином, щоб напрямок максимальної діелектричної постійної співпало з напрямком елек т рического поля. А внаслідок великої величини двопроменезаломлення D n про ц ЕСС орієнтації веде до різкої зміни струк т Урів і оптичних властивостей рідкого кристала.

Вперше вплив електричних і магнітних полів на рідкі кристали було досліджено російським фізиком В.К. Фредерікса, і процеси їх орієнтації отримали назву електрооптичних переходів (або ефектів) Фредерікса. Один з трьох, найбільш часто зустрічаються варіантів орієнтації молекул показаний на рис. 5. а . це планарная орієнтація, яка характерна для нематиков з отри ц ательной діелектричної анізотропією ( De < 0), коли довгі осі молекул паралельні скляним поверхням осередки.

Мал. 5. Електрооптичного осередок типу "сандвіч" з планарной орієнтацією молекул (а) і схеми розташування молекул рідких кристалів в осередку: б - гомеотропная і в - твіст - орієнтація. 1 - шар рідкого кристала. 2 - скляні пластинки, 3 - струмопровідний шар, 4 - діелектрична користь л адка, 5 - поляри з атор, 6 - джерело електричного напруги я .

Гомеотропная орієнтація реалізується для рідких кристалів з позитивною діелектричної анізотропією ( De > 0) (рис. 5, б). В цьому випадку довгі осі молекул з поздовжнім дипольним моментом розташовуються уздовж напрямку поля перпендикулярно поверхні комірки. І након ц , Можлива твіст- або закручена орієнтація молекул (рис. 5, в). Така орієнтація досягається спеціальною обробкою скляних пластинок, при якій довгі ос і молекул повертаються в напрямку від нижн е го до верхнього склу Електрооптичного осередки. Зазвичай це досягається натиранням стекол в різних напрямках або використанням спеціальних речовин-орієнтанти, задають напрямок орієнтації мовляв е кул.

В основі дії будь-якого РК-індикатора лежать структурні перебудови між д у зазначеними типами орієнтації молекул, які індукуються при додатку слабкого електричного поля. Розглянемо, наприклад, як працює ЖК-циферблат електронного годинника. Основу циферблата становить вже знайома нам електрооптична осередок, правда кілька доповнена (рис. 6, а, б). Крім стекол з напиленням електродами, двох поляри з а т Орів, площині поляри з ації яких протилежні, але збігаються з направ л еніем довгих осей молекул у електродів, додається ще располагаюшееся під нижнім поляризатором дзеркало (на малюнку не показано). Нижній електрод зазвичай роблять суцільним, а верхній - фігурним, перебуваючи щ їм з семи невеликих сегментів-електродів, за допомогою на щ ма яких можна зобразити будь-яку цифру або букву (рис. 6, в). Кожен такий сегмент "харчується" електрикою і включається відповідно до заданої програми про т ми н іатюрного генератора. исхо д на я орієнтація нематика закручена, тобто ми маємо так звану твіст-орієнтацію молекул (див. рис. 5, в і 6, а). світло пада е т на верхній поляризатор і стає плоскополяризованим відповідно до його поляризується ц ией.

Мал. 6 Схема роботи ЖК-індикатора на твіст-ефекті: а - до включення електричного поля, б - після включення поля, в - семисегментного буквено-цифровий електрод, керований електричним полем.

При відсутності електричного поля (тобто в вимкненому стані) світло, "слідуючи" твіст-орієнтації нематика, змінює свій напрямок відповідно до оптичної віссю нематика і на виході буде име ть той же напрямок поляризації, що і нижній поляризатор (див. рис. 6, а ) . Іншими словами, світло відіб'ється від дзеркала, і ми побачимо світлий фон. При включенні електричного поля для нематического рідкого кристала з позитивною діелектричної Анізія т ропіей (De> 0) відбудеться перехід від закрученої твіст-орієнтацією ц ії до гомеотропной орієнтації молекул, тобто д чи н ні осі молекул повернуться в напра в лення, перпендикулярному до електродів, і спіральна структура зруйнується (рис. 6, б). Тепер світло, не змінивши напрямки вихідної поляризації, що збігається з поляризацією верхнього поляризатора, матиме напрямок поляризації, протилежне нижньому поляроїд, а вони, як видно на рис. 6, б, знаходяться в схрещених положенні. У цьому випадку світло не дійде до дзеркала, і ми побачимо темний фон. Іншими словами, включаючи поле, можна малювати будь-які темні символи (літери, ц іфри) на світлому тлі, використовуючи, на п ример, просту семисегментний систему електродів (рис. 6, в).

Такий принцип д ЧИННИМ будь-якого РК-індикатора. Основними перевагами цих індикаторів є низькі керую щ ие напруги (1,5-5 В), малі споживані потужності (1-10 мкВт), висока контрастність зображення, легкість вбудовування в будь-які електронні схеми, надійність в роботі і відносна дешевизна.

Серед розглянутих типів рідких кристалів, мабуть, найбільш екзотичними оптичні властивості мають холестериках. Надзвичайно тонко організована спіральна структура холестерических рідких кристалів (див. рис. 2, в) надзвичайно чувс т вітельно до самих різних зовнішніх впливів. Змінюючи температуру, тиск, прикладаючи електромагнітні поля і механічні напруги, можна істотно змінювати шагхолестеріческой спіралі, а відповідно до рівняння (1) легко міняти ц вет холестерика. Величезна чутливість цих сполук, дозволяю щ а "пробігати" всі кольори спектра в інтервалі 0,01 -0,001 ° С. показує, які незвичайні можливості відкриває використання цих ве щ ЄСТВ як високоефективних термоіндикаторів.

У більшості холестериках з ростом температури крок спіралі зменшується, а отже, змен ш ается і довжина хвилі селективно відбитого світла l max (рис. 7). Іншими словами, кожній із зазначених на рис. 7 температур - Т 0, Т 1, Т2 і Т3 - відповідає свій колір . Таким чином, завдаючи холестерические рідкі кристали на поверхні ра з особистих об'єктів, можна отримувати топографію розподілу температури, що робить їх незамінними Термоіндикатори і візуалізатором для різного роду застосувань в техніці і медицині. Вводячи холестериках в полімерні плівки, тобто отримуючи так звані капсульованих-ні рідкі кристали, можна створювати досить зручні в зверненні плівкові матеріали, які можна використовувати в якості термометрів, а також для візуаліза ц ії і "фотографування" теплових полів.

Мал. 7

Температурна залежність довжини хвилі селективного відбиття світла l max шару холестерічеського рідкого кристала - холестерілпеларгоната.

В останні роки розробляються суміші холестерических рідких кристалів, різко змінюють колір (а отже, і крок спіралі) під дією малих, але небезпечних концентрацій шкідливих парів різних хімічних сполук. такі ЖК-індикатори можуть з а дуже короткий час (1-2 хв) змінювати колірну забарвлення при перевищенні допустимої кон ц ентр ц ії шкідливих парів, виконуючи таким чином роль своєрідних хімічних датчиків.

Одним із зовнішніх факторів, за допомогою якого можна керувати кроком холестеричних спіралі, може служити електричне або магнітне поле. При додатку поля холестеричних спіраль починає поступово розкручуватися, при цьому крок спіралі збільшується, чітко "відстежуючи" величину поданого напруги. А це означає, що можна безперервно управляти і кольором холестерічеського шару рідкого кристала. При деякому так званому критичному напрузі поля спіраль можна повністю розкрутити, перетворивши таким чином холестерические рідкий кристал а нематический (один з видів ефекту Фредерікса). Процес розкрутки спіралі в настою щ її час активно досліджується з метою використання в ц ветних плоских екранах з електронною системою управління.

Отже, рідкі кристали мають подвійні властивостями, поєднуючи в собі властивість рідин (плинність) і властивість кристалічних тіл (анизотропию). Їх поведінка не завжди вдається описати за допомогою звичних методів і понять. Але саме в цьому і полягає їх привабливість д ля дослідників, які прагнуть пізнати ще незвідане.

Нещодавно відкриті і інтенсивно досліджуються жідкокріста л вої полімери, з'явилися полімерні ЖК-сегнетоелектрики, йде активне дослідні про вання гібкоцепних елементоорганіческіх і металлсодержащих ЖК-з'єднань, утворюють нові типи мезофаз. Світ рідких кристалів л лов нескінченно великий і охоплює широке коло прир од них і синтетичних об'єктів, привертаючи увагу не тільки вчених - фі з иков, хіміків та біологів, а й дослідників-практиків, що працюють в найрізноманітніших про т галузях сучасної техніки (елек т РОНІКА, оптоелектроніці, інформатики , голографії і т.п.).

Любименко Н.А.

1. Шибаев В.П. Незвичайні кристали або загадкові рідини // Соросівський Освітній Журнал. 1996. N11. С.37-46.

2. Чандрасекар С. Рідкі кристали - М.: Мир, 1980 с.344

3. Титов В.В., Севостьянов В.П., Кузьмін Н.Г., Семенов А.М. Рідкокристалічні дисплеї: будова, синтез, властивості рідких кристалів. - Мінськ: Вид-во НПООО "Мікровідеосістеми", 1998. с.238