Как сделать жидкие кристаллы

Как сделать жидкие кристаллы

13.08.2014 22:46
дата обновления страницы

Лазеры, голография, волоконная и интегральная оптика, поляризационная оптика, интерференция света, жидкие кристаллы Дата создания сайта:
15 / 0 1/201 3


e-mail:
office @matrixplus.ru

icq:
613603564

skype:
matrixplus2012

телефон
+79173107414
строго
с 9-00 по 15-00

Наши партнеры

Как получить жидкий кристалл?

Есть два способа получения жидких кристаллов. Одни твердые вещества переходят в жидкокристаллическое состояние при нагревании, другие — при растворении.

Жидкие кристаллы, которые образуются при нагревании твердого вещества, называются термотропными. Область их существования имеет определенный температурный интервал, ограниченный двумя точками плавления вещества. В одной точке происходит переход твердого вещества в жидкий кристалл, в другой — жидкого кристалла в изотропную жидкость. Для одних веществ температурный интервал довольно большой. Так, для л-пропил-л-азоксициннамата он находится в пределах 123 243 °С. Для других, как например, для метилбензаль-л-аминобензол-л-оксибензоата, не превышает нескольких градусов (примерно 3 °С).

Как известно, в момент плавления вещество усиленно потребляет энергию. У термотропных кристаллов есть своя особенность. В точке плавления твердого вещества энергии поглощается во много раз больше, чем на границе перехода жидкий кристалл — изотропная жидкость. Например, для лазоксианизола удельная теплота плавления твердого кристалла составляет 1,2 -10 5 Дж/кг, а жидкого кристалла — только 2,9-10 3 Дж/кг.

В семействе термотропных кристаллов есть свои . Они рождаются в необычных условиях — при охлаждении изотропной жидкости. К ним относится холестерилацетат. Его твердые кристаллы плавятся при температуре 114 °С, сразу превращаясь в изотропную жидкость. Но если изотропный расплав быстро охладить до температуры 90 °С, он приобретает свойства жидкого кристалла. .Интересно, что при медленном охлаждении жидкокристаллическая фаза не возникает.

Известны вещества, способные переходить в жидкокристаллическое состояние только при участии молекул растворителя. Это лиотропные кристаллы. Они, как правило, представляют собой сложную систему из двух и более компонентов. К лиотропным кристаллам относятся водные растворы многих видов мыл. В быту иногда используется жидкое калийное мыло. Этот водноспиртовой раствор алеата калия также принадлежит к семейству жидких кристаллов.

Что же определяет необычные свойства жидкокристаллических веществ? Ответ можно получить, исследуя их структуры. Молекулы жидких кристаллов имеют удлиненную форму. Это позволяет для их описания воспользоваться моделью жесткого стержня. В зависимости от плотности компоновки и ориентации молекул-стержней структуры жидких кристаллов делятся на несколько групп: нематическую, холестерическую и смектическую (рис. 83).

Читайте также:  Как узнать сколько ггц на мониторе

Рис. 83. Условное изображение нематической (а), холестерической (б) и смектической (в) структур: А, В, С — типы мектических кристаллов

Очень интересные кристаллы можно сделать в домашних условиях. Цвета их вы можете варьировать по собственному вкусу, а заменив чернила натуральным красителями, можете и вовсе получить съедобные украшения для сладостей и тортов.

Для изготовления жидких кристаллов своими руками приготовьте:

  • чернила или пищевой краситель.
  • Шаг 1. Замочите два листа или две упаковки желатина в воде так, как указано производителем на упаковке. Из этого количества желатина получится один кристалл.

    Дав ему постоять, добавьте пять столовых ложек воды, и отправьте все вместе в емкости на медленный огонь. Помешивая ложкой, доведите желатиновую массу до однородной консистенции.

    Шаг 2. Приготовьте форму для отливки кристаллов. Вам понадобится прямоугольный пакет. Для удобства края его срежьте и, поставив воронку в большую кружку, опустите в воронку сам пакет. Опускайте его углом и после раскройте.

    Шаг 3. Слегка остывшую желатиновую массу перелейте в пакет.

    Шаг 4. Добавьте цвета в будущий кристалл. Капните в желатиновую массу, уже находящуюся в пакете, несколько капель чернил. Чернила в желатине схватываются красивыми разводами.

    Вместо чернил можете добавить пищевой краситель. В отличие от чернил, он сразу ложится на дно и чтобы получить подобие разводов, желатиновую массу в пакете нужно перемешать.

    Шаг 5. Заготовки для кристаллов отправьте в холодильник до полного их застывания.

    Шаг 6. Аккуратно снимите с заготовок пленку и используйте кристаллы по собственному усмотрению.

    Аналогичным образом вы можете приготовить и желе, конечно же, используя пищевой краситель, а не чернила.

    Коронный способ сделать жидкий кристалл

    20 февраля 2008

    of your page —>
    Tweet

    Мы уже писали об интересных объектах, формируемых, полициклическими ароматическими углеводородными молекулами. В данной статье — продолжение темы.

    Читайте также:  Как поставить драйвер звука

    Жидкокристаллические материалы, состоящие из собранных в длинные стеки плоских полициклических ароматических углеводородных (ПАУ) молекул, до сих пор привлекают внимание ученых из-за эффектов одномерного транспорта носителей заряда вдоль такого "стека". Самоупорядочение таких дисковых молекул на поверхности приводит к возможности построения наноэлектронных устройств. В этой области проводится множество исследований — создание больших ПАУ, контроль молекулярной симметрии, вариация заместителей. Одни из наиболее интересных представителей этой группы соединений — гекса-пери-бензакоронены (ГБК), обладающие гексагональной симметрией D6h ароматического ядра и сильным пи-сопряжением. Группы-заместители в ароматическом ядре позволяют контролировать растворимость, термотропные свойства и самоорганизацию молекул в твордом состоянии и на границе "твердое тело-жидкость". Свойства материала можно изменять посредством выбора соответствующих заместителей, например, варьируя длину алкильной цепи и симметрию заместителей при самой "короне". Например, более длинные и подвижные боковые цепочки затрудняют фазовые превращения, вызываемые изменением температуры. С другой стороны, снижение числа заместителей и повышение их симметрии должно значительно улучшать их самосборку, однако синтез таких производных пока весьма затруднителен.

    Ученым из Max Planck Institute for Polymer Research обнаружили поразительный эффект — снижение температуры перехода от мезофазы (жидкого кристалла) к изотропному состоянию Ti на 200 и 250 ºС при переходе от гексадодецил-ГБК (с симметрией D6h) к ГБК с тремя и двумя додецил-группами, соответственно (Рис. 1). Это делает привлекательной новую стратегию применения этих материалов в органической электронике, основанную на следующих принципах: (i) легкий фазовый переход проще индуцировать температурой; (ii) снижение числа алкильных заместителей приводит к росту концентрации активного хромофора и (iii) высокая симметрия заместителей предотвращает отмеченное раньше супрамолекулярное упорядочение, необходимое для эффективного транспорта носителей заяда.

    Наконец, данные растровой электронной микроскопии показывают значительное влияние симметрии заместителей на самоорганизованный монослой между высокоориентированным пиролитическим графитом и раствором, отражая новые зигзагообразные и "цветочные" мотивы.

    По данным дифференциальной сканирующей калориметрии, соединение 2 претерпевает два фазовых перехода (Рис. 2). При повторном нагревании первый, размытый, переход наблюдается при 20 ºС и может быть приписан реорганизации боковых алкильных цепей, не влияющей на супрамолекулярную структуру, подобно тому, как уже было описано для соединения 1. При дальнейшем нагревании происходит второй переход при 171 ºС. Было показано, что в соединении 2 он связан с самоорганизацией колончатых сверхструктур, при этом организация в твердом состоянии не зависит от температуры. Показано существование кристаллической фазы 2 в твердом состоянии вплоть до Ti=171 ºС.

    Читайте также:  Как обновить микрокод процессора intel

    Такая низкая температура Ti не сопоставима с термическим поведением соединения 1, чей переход в жидкокристаллличсекую фазу осуществляется при 107 ºС, а в изотропную — при 420 ºС. Несмотря на меньшее число заместителей, Ti соединения 2 уменьшается более чем на 250 ºС по сравнению с 1, аналогичная тенденция в термическом поведении наблюдается и для 3. При повторном нагревании в нем наблюдается слабый переход при 76 ºС, также приписываемый реорганизации боковых цепей, и точка "плавления" при 221 ºС. Соединение 3 демонстрировало наличие ЖК-кристаллической фазы, аналогичной 2 . Заметное падение Ti может быть объяснено только в терминах молекулярной симметрии. В целом можно сказать, что взаимодействие полиароматических ядер осуществляется за счет пи-взаимодействия, которое нарушается при введении большого числа длинных алкильных цепей вследствие стерических затруднений. Обычно это выражается в росте растворимести и падении температуры фазового перехода. Поэтому можно было бы предположить, что Ti для 2 с симметрией D3, обусловленной тремя алкильными заместителями, будет заметно выше, чем у 1. Влияние снижения молекулярной симметрии на термическое поведение, приведшее к неожиданно слабому изотропному фазовому переходу, можно объянить отсутствием мезофазы в 1.

    На следующем этапе реорганизация 2 и 3 в квазидвумерную систему на границе раздела была исследована с помощью STM для изучения влияния симметрии ароматического ядра на упорядочение молекул на границе раздела раствор-пиролитический графит. Известно, что 1 (D6h) самоупорядочивается в косоугольную или димерную наноструктуру в основной плоскости графита. В случае 2 (D3) наблюдалась другая, зигзагообразная упаковка димерных фрагментов (Рис. 3). В случае 3, кроме похожей на 2 зигзагообразной структуры, был обнаружен и "цветочный" мотив.

    Таким образом, было показано влияние симметрии ГБК как на температуру фазовых переодов, так и на самоупорядочение молекул на границе раздела.

    Ссылка на основную публикацию
    Как самостоятельно оцифровать видеокассету
    На сегодняшний день эра видеокассет безоговорочно подошла к концу, а на ее место пришли цифровые носители. Что делать в том...
    Как продать свои услуги в интернете
    Как продавать свои услуги в Интернете запись закреплена Ваши первые клиенты уже через 30 дней – и больше пользы людям!...
    Как продлить срок службы аккумулятора телефона
    Сегодня литий-ионные (Li-Ion) и литий-полимерные (Li-pol) аккумуляторы являются самыми распространенными в мобильных устройствах.Они обладают целым рядом преимуществ по сравнению с...
    Как сбросить биос джампером
    Настройки базового оборудования и времени вашего компьютера хранятся в БИОС и, если по какой-то причине у вас возникли проблемы после...
    Adblock detector