А. Ф. Новиков строение вещества
жүктеу/скачать 2,4 Mb. Pdf көрінісі
|
1022 3
| 83
многие удивительные свойства талой воды и воды, обработанной электрическим и магнитным полем. Жидкие кристаллы Еще в конце прошлого века было замечено, что некоторые сложные высокомолекулярные органические вещества обладают как бы двумя точками плавления: например, бензойнокислый холестерин при 418 К превращается в мутную вязкую жидкость, а при дальнейшем нагреве начиная с 452 К становится обычной прозрачной жидкостью. Дальнейшими исследованиями установлено, что эта промежуточная фаза (мезофаза) обладает более высокой, чем жидкость, степенью упорядоченности своей структуры, приближающейся к структуре твердого молекулярного кристалла. Вещества, у которых специфическая упорядоченность структуры сочетается со свойствами жидкости, названы жидкими кристаллами. Жидкие кристаллы нашли широкое применение в современной технике отображения информации: для создания экранов мониторов и телевизоров, дисплеев компьютеров, калькуляторов и часов. Рассмотрим структуру жидкокристаллических веществ. Молекула в жидком кристалле является вытянутой, длина ее – порядка 2 нм, ширина – 0,5 нм, она включает в себя как правило шестичленные бензольные группы, азотсодержащие группы, кислород, углеводородные радикалы. Эти группы некоторым образом распределены вдоль протяженной молекулярной цепочки, так что электронная плотность вдоль молекулы распределена неравномерно: имеются участки, где сконцентрирован либо отрицательный, либо положительный заряд. Эти местные, или локальные, диполи создают вокруг молекулы электростатическое поле определенной конфигурации. Поля различных молекул взаимодействуют друг с другом, обусловливая взаимную ориентацию и упорядочение расположения молекул. В твердой фазе получается, как обычно, трехмерный молекулярный кристалл с дальним порядком, в жидкости осуществляется ближний порядок, а вот в жидкокристаллическом состоянии возникает особый вид упорядоченности – двумерный или одномерный дальний порядок. Если условно представить молекулу в виде вытянутой частицы, то в пленке жидкого кристалла может проявляться упорядоченность различного типа. На рис.59,а центры тяжести молекул распределены беспорядочно, однако все молекулы ориентированы в одном направлении. Жидкие кристаллы с подобным типом упорядоченности носят название нематических (от греческого слова "нема" – "нить"). Вектор преимущественной ориентации может быть направлен не в одну сторону, а закономерно изменять свое направление им переходе от одного участка к другому. Если это изменение направления вектора (директора) происходит по спирали, то жидкий кристалл определяют как холестерический. Кстати, само жидкокристаллическое состояние было впервые открыто на веществе именно такого типа – бензойнокислом |