Рідкі кристали (мезофази, мезоморфное стан речовини, анізотропна рідина)

РЕАЛЬНА ФІЗИКА

Глосарій з фізики

Рідкі кристали (мезофази, мезоморфное стан речовини, анізотропна рідина) - речовини в стані, проміжному між твердим кристалічним і ізотропним рідким. Ж. к., Зберігаючи осн. риси рідини , Напр., Плинність, мають характерною особливістю твердих кристалів - анізотропією властивостей. За відсутності зовн. впливу в Ж. к. анізотропні діелектричної. проникність (тензор e ik), діамагн. сприйнятливість (c ik), електропровідність (s ik) і теплопровідність ((Ik). У Ж. к. Спостерігаються подвійне променезаломлення і дихроизм . Загальні відомості. Ж. к. Були відкриті в 1888 Ф. Рейнитцер (F. Reinitzer), але довгий час залишалися мало вивченими. Вдруге інтерес до Ж. к. Виник в зв'язку з перспективами їх використання (див. Нижче). Ж. к. Складаються з молекул подовженою або дископодібної форми, взаємодія між якими прагне вибудувати їх в определ. порядку (див. міжмолекулярної взаємодії ). При високих темп-pax тепловий рух перешкоджає цьому і речовина являє собою звичайну рідина. При темп-pax нижче критичної в рідини з'являється виділений напрям, уздовж догрого переважно. орієнтовані довгі або короткі осі молекул. У разі двуосного Ж. к. Впорядковані орієнтації як довгих, так і коротких осей молекул. Невеликі відхилення осей від виділеного напрямку обумовлені тепловими коливаннями молекул. За способом отримання Ж. к. Діляться на т е р м о т р про п н и е і л і о т р про п н и е. Термотропних Ж. к. Утворюються при нагріванні твердих кристалів пли охолодженні ізотропної рідини і існують в потужність. температурному інтервалі. Ліотропні Ж. к. Утворюються при розчиненні твердих органічних. речовин в разл. розчинниках, напр., в воді. І ті й інші зазвичай мають неск. модифікацій - ж і д к о к р і з т а л л і ч. фаз, кожній з яких брало на фазовій діаграмі відповідає потужність. область. Температурний інтервал існування жідкокрісталліч. фаз залежить від речовини і може перебувати як при низьких (до -60 ° С), так і при високих темп-pax (до 400 ° С). Відомо дек. тисяч органічного. з'єднань, що утворюють Ж. к. Молекули типового термотропних Ж. к.- 4-метоксібензіліден-4'-бутіланіліна (МББА) за формою схожі на стрижні (рис. 1). Наявність 2 або 3 бензольних кілець в молекулі типово для Ж. к. Якщо молекули

Ж. к. Містять 1 кільце, то структурною одиницею стержнеобразной форми виявляються 2 пов'язані молекули. Замість бензольних кілець в молекулах Ж. к. Зустрічаються циклогексанового, біціклооктановие і гетероцікліч. фрагменти. Центр. містки, що зв'язують кільця і ​​кінцеві фрагменти, різноманітні. До Ліотропні Ж: к. Ставляться системи мило - вода, що представляють собою розчини т. Н. амфіфільних сполук.

Молекули таких речовин складаються з двох частин, одна з яких брало (полярна головка) має дипольним електричні. моментом, розчинна у воді, але нерозчинні у вуглеводнях, а друга (вуглеводнева ланцюжок), навпаки, нерастворима в воді. Така вибірковість призводить до виникнення л а м е л л я р н и х (шаруватих) фаз у водних розчинах, в яких брало полярні головки амфіфілів звернені до водних прошаркам, а вуглеводневі ланцюжка - один до одного, утворюючи бішари (рис. 2 ). До речовин з дископодібних молекулами відносяться, напр., Бензол-гекса-н-алканоати (рис. 3). У процесі карбонізації органічного. речовин (коночних продукти - кокс і графіт) внаслідок тримаючи. руйнування і хім. реакцій утворюються великі дископодібні молекули і відповідні вуглецеві Ж. к. як проміжні стану. Відомі також полімерні Ж. к., В яких брало жідкокрісталліч. структура утворюється або стержнеобразнимі фрагментами осн. ланцюгів молекул (лінійні полімери), або бічними ланцюгами, приєднаними до осн. ланцюга гнучкими зв'язками (гребенеподібне полімери). Структура і класифікація фаз. Для опису далекого націлену рекламу. порядку молекулярних осей вводять одиничний вектор L, наз. директором, який вказує напрямок, уздовж догрого в середньому орієнтовані виділені молекулярні осі (див. Далекий і близький порядок ) .В відомих одноосьових Ж. к. націлену рекламу. порядок не є полярним, т. е. в таких Ж. к. напрямки L і - L еквівалентні, і все фіз. властивості в них залежать тільки від квадратичних комбінацій компонент вектора L. Одноосьові жідкокрісталліч. структури (фази) прийнято класифікувати по виду функції щільності речовини r (r) (r - просторів. координата) і їх локальної орієнтації L (r). Фаза з r = const і L = const зв. нематического Ж. к.

Нематіч. Ж. к., Як і звичайна рідина, характеризується хаотичний. розподілом центрів тяжіння молекул (рис. 4). завдяки сильному розсіювання світла на

Мал. 5. дисклінацій в нематичних рідких кристалах: а - дисклінацій (вказані стрілками), що спостерігаються в поляризаційний мікроскоп; жирні лінії, що нагадують хвости комет, - області, де директор плавно змінює орієнтацію: б - орієнтація молекул в околицях точок виходу дисклінацій на площину рис.

теплових флуктуаціях орієнтації L (r) нематіч. Ж. к. Виглядає як каламутна непрозора рідина. В поляризація . мікроскоп видно тонкі нитки (звідси назв., від грец. nеmа - нитка), к-які пов'язані з особливостями в орієнтації молекул, - це особливі лінії, наз. дісклінаціяма, на яких брало напрямок L не визначене. Дисклінацій характеризується індексом (силою) m - числом, що показує, що при обході дисклінацій по замкнутому контуру в перпендикулярній їй площині директор L повертається на кут 2 p т (рис. 5, б). Особливі точки на рис. 5, б є виходом дисклінацій на площину малюнка. Число m може бути цілим або напівцілим і зберігається уздовж дисклінацій. Смектичні Ж. к. (Від грец. Smegma - мило) характеризуються L = const, а r (r) періодична вздовж виділеної осі z і постійна в площині ху (рис. 6).

Молекули розташовані шарами, к-які можуть ковзати відносно один одного, обумовлюючи плинність таких Ж. к. Уздовж шарів. Щодо навантаження перпендикулярно цим верствам (осі z) вони поводяться як тверде тіло. Холестерічеськие Ж. к. Характеризуються r (r) = const і макроскопіч. модульованої структурою, причому кінці векторів L утворюють в просторі спіраль (рис. 7). У площині ху холестеріч. Ж. к. Мають такий же плинністю, як нематіч. Ж. к., А вздовж осі спіралі (осі z) їх механічні. властивості схожі з властивостями смектіч. Ж. к. Макроскопіч. опис за допомогою директора L відображає анізотропію взаємної кореляції між положеннями разл. атомів в Ж. к. Все різноманіття жідкокрісталліч. структур і можливих структурних перетворень в Ж. к. описується за допомогою багаточасткових кореляцій в розташуванні атомів. У разі структур, що володіють центром симетрії , Досліджується парна міжатомними кореляції. функція r12 (r12), де r12 - відстань між атомами 1 і 2, a r12dV2 ймовірність знайти атом 2 в обсязі dV2 при заданому положенні атома 1. Експериментально функція r12 (r12) знаходиться по її фур'є-образу r12 (q) в зворотному просторі q методами рентгенівського структурного аналізу . Використовуючи розподіл інтенсивностей в разл. рефлексах, отримують ряд характеристик жідкокрісталліч. фаз: функцію розподілу проекцій осей молекул на площину ху, перпендикулярну директору L; функцію кут. розподілу осей молекул D (q), що описує статистику кут. розкиду довгих молекулярних осей близько гл. осі L; функцію поворотів f (j), що характеризує статистику поворотів коротких молекулярних осей в площині ху. У нематіч. фазі функція r12 (r12) експоненціально спадає на великих відстанях. Для опису хіральних структур (див. Хіральна симетрія молекул ), Напр., Холестеріч. Ж. к., Які не мають площин симетрії, необхідні більш складні кореляції. функції, напр., четирёхчастічние кореляції між положеннями атомів. Смектіч. Ж. к. Мають велике число модифікацій (смектіч. Фаз, А, В, С, ...), що розрізняються симетрією і особливостями кореляції. функцій. У фазі А (рис. 6) функція r12 (r12) має складну ступеневу залежність, що обумовлено неідеальної подальшої трансляції. порядку вздовж єдності. напрямку z в неогранич. тривимірному тілі (за двома напрямками в площині ху є тільки ближній трансляції. порядок). У шарах кінцевої товщини теплові флуктуації не можуть порушити трансляції. порядок фази А уздовж виділеної осі z. Смектіч. фаза С (рис. 8) має таку ж шарувату структуру, що і фаза А, проте переваг. напрямок довгих осей палочкообразной молекул становить недо-рий кут q з нормаллю до смектіч. площинах. Якщо молекули хіральні, то вони повертаються від шару до шару щодо z, утворюючи спіральну структуру

(фаза ). Крок спіралі h = 2pt / a, де t - товщина шару, a - кут повороту молекул в двох сусідніх шарах. Фаза В, на відміну від фаз А і С, володіє гексагональної впорядкованістю в площині ху, якщо зразок має товщину, багато більшу довжини молекули (рис. 9). При цьому розрізняють 2 типу фаз В: 1) з d-функційної залежністю r12 (q), що відповідає тривимірному впорядкування центрів мас молекул, ступінь догрого залежить від величини межплоскостним взаємодії; 2) із залежністю r12 (q) ~ r 20 [1 + r 20 (qk)] - 1, де r 0 - кореляція. радіус, k - вектор оберненої гратки , Що відповідає далекому націлену рекламу. порядку міжмолекулярних зв'язків і ближнього трансляції. порядку центрів мас молекул в площині ху. Можливо, що нек-риє низькосиметричних смектіч. Ж. к., Що існують при більш низьких темп-pax, є, як і фаза В типу 1, пластичними тривимірними кристалами. Якщо товщина смектіч. Ж. к. Порівнянна з довжиною молекули, подальшої трансляції. і націлену рекламу. порядок неможливий внаслідок сильних теплових флуктуації положення центру мас і орієнтації молекул. Однак в цьому випадку при зниженні температури відбувається фазовий перехід в стан, до-рої характеризується статечної залежністю кореляцій в положенні центрів мас і орієнтації молекул, пропорційної | qk | -2 + 2h, де h - критич. індекс (див. фазовий перехід ). Фазові перетворення. Фазові переходи між жідкокрісталліч. модифікаціями трактуються як точки зміни симетрії речовини і описуються феноменологіч. квантової теорії. Параметрами порядку в Ж. к., Що характеризують порушення симетрії, є разл. величини. Напр., В одноосьовому нематіч. Ж. к. Параметром націлену рекламу. порядку, що описує фазовий перехід I роду між ізотропної рідиною і нематіч. Ж. к., Служить тензор з компонентами:

(d ik - символ Кронекера), де ступінь порядку S (r) визначає частку молекулярних осей, орієнтованих уздовж L (r) в даній точці. Вище температури переходу S = 0, в точці переходу S змінюється стрибком до значення 0,4, з пониженням температури S збільшується до значень 0,6-0,8. Нек-риє ліотропні нематіч. Ж. к. Двуосного. Впорядкування як довгих, так і коротких oсей; молекул описується тензором Sik більш загального вигляду. Тензор Sik більш загального вигляду служить також параметром порядку для опису фазового переходу I роду з ізотропної рідини в холестеріч. Ж. к. При цьому двуосность структури зростає зі збільшенням НЕ спіральної закрученности, що характеризується хвильовим вектором q = 2p / h, де h - крок спіралі. У вузькому температурному інтервалі поблизу точки изотропно-холестеріч. переходу - у деяких речовин існують т. н. блакитні фази, що володіють двуосность і спіральні закручені уздовж дек. напрямків. Блакитні фази мають кубич. просторів, грати, к-раю утворюється дек. хвильовими векторами q a. У смектіч. фазі А націлену рекламу. порядок приблизно фіксований (директор L орієнтований уздовж осі z, S (r) -const), а параметром трансляції. порядку (в зразку огранич. розмірів), що описує перехід II роду в нематіч. фазу, служить зміна щільності речовини dr (z) = Ycos (kz + a), де Y - амплітуда, a - фаза, k - хвильове число структури. Існують смектіч. фази А, зміна щільності яких брало характеризується двома хвильовими числами k1, k2 і відповідно двома амплітудами Y1, Y2 і фазами a1, a2. При цьому числа k 1 і k 2 можуть бути як відповідні (кратні один одному), так і неспівмірні. У смектіч. фазах В параметром порядку служать периодич. зміна щільності речовини в площині ху dr (х, у) або тензор, що характеризує націлену рекламу. порядок міжмолекулярних зв'язків в площині ху. У першому випадку перехід між фазами А і В - I роду, у другому - може бути фазовим переходом II роду. У смектіч. фазі С (рис. 8) приблизно фіксовані ступінь націлену рекламу. порядку S і зміна щільності речовини dr (z), а параметром порядку, що описує перехід II роду в фазу А, служить відхилення d L директора L від осі z. В системі хіральних молекул перехід II роду з фази А в фазу С супроводжується виникненням спонтанної електричні. поляризації P

Рис. 10. Орієнтація директора L і електричної поляризації Р в хіральної cмектіческой фазі С.

Мал. 11. Двовимірна кристалічна решітка в рідкому кристалі, що складається з дископодібних молекул.

внаслідок відсутності площин симетрії в хіральної фазі С (рис. 10). Вектор спонтанної поляризації P nерпендікулярен кристалічної. осі z і директору L, причому його абс. значення пропорц. | DL |. У хіральної фазі З просторів. розподілу P (r) і L (r) неоднорідні і, так само як в холестеріч. Ж. к., Кінці цих векторів утворюють в просторі спіраль. Фазові переходи II роду в Ж. к., Як і в твердих кристалах, супроводжуються критичними явищами . Напр., В околиці точки переходу між Ж. к. Нематіч. і смектіч. типу А аномально зростає теплоємність; в околиці точки переходу між смектіч. фазами А і С кут нахилу молекул в фазі має ступеневу температурну залежність з критич. індексом b @ 1/3 і т. д. У деяких органічного. з'єднаннях спостерігаються т. н. поворотні ж і д к о к р і з т а л л і ч е с к и ї фази, що з'являються при охолодженні речовини нижче температури існування первинних нематіч., холестеріч. і смектіч. фаз. Існують ліотропні і термотропниє Ж. к., Що мають двовимірні структури (рис. 11), що описуються функцією щільності r (ху): у них тверді решітки (гексагональних і квадратні) складені з рідких стовпчиків, уздовж яких брало центри мас молекул розташовані безладно. Двовимірної гратами мають мн. Ж. к., Що складаються з дископодібних молекул (рис. 3).
Анізотропія магнітних та електричних властивостей. Відповідно до симетрією Ж. к. Все їх характеристики - функції параметра націлену рекламу. порядку. Відмінне від 0 значення S ik призводить до сильної анізотропії фіз. властивостей, описуваних тензорами e ik, c ik, s ik, і (ik. Для Ж. к., що володіють цилиндрич. симетрією (нематіч., смектіч. Ж. к. в фазі А), тензор діамагн. сприйнятливості має вигляд:

де - значення сприйнятливості для напрямків паралельного і перпендикулярного L, d ik - символ Кронекера. Аналогічний вигляд мають і інші тензори. Більшість Ж. к. Діамагнітни, т. Е. Виняток становлять речовини, молекули яких брало містять вільні радикали, що володіють пост. магн. моментом. У той же час знак анізотропії Cа може бути різний для різних з'єднань (зазвичай Cа> 0; Cа <0 характерна для Ж. к., Молекули яких брало містять не бензольні, а циклогексанового кільця). Анізотропія діелектричної. проникності EА нематіч. і смектіч. Ж. к. В фазі А також може мати різний знак. Величини EА <0 характерні для молекул, що володіють дипольним моментом, спрямованим перпендикулярно довгій осі молекули (напр., В MББА таку складову дає метокси-група), а значення EА> 0 - для молекул з поздовжнім розташуванням дипольного моменту, як, наприклад, в 4-октил-4-ціанбіфеніле (рис. 12).

Мал. 12.Структурная формула 4-октил-4-ціанбіфеніл (дипольна група CN).

Знак і величина EА, укладені в інтервалі від ~ -10 до +40, відіграють вирішальну роль у електрооптіч. поведінці нематіч. Ж. к. Граничні поля переорієнтації пропорц. ea-1/2, а часи включення ~ ea-1. Частотна залежність e і ea пояснюється в рамках теорії Дебая полярних рідин (див. Діелектрики, Діелектрична проникність). При цьому анізотропія міжмолекулярних взаємодій враховується введенням потенц. бар'єру, що утрудняє вільні повороти молекул навколо їх коротких осей. В результаті нематіч. і смектіч. Ж. к. В фазі А мають дві характерні часу дебаевой релаксації t || і t ^. Для обертання молекул навколо довгих осей t ^ лежать в діапазоні, характерному для ізотропних рідин, а для обертання навколо коротких осей часи t || на дек. порядків величини більше.
Оптичні властивості. Для нематіч. і смектіч. Ж. к. В фазі А еліпсоїд діелектричної. проникності одноосен (див. Індикатриса, Крісталлооптіка). Різка відмінність оптич. властивостей одноосьових Ж. к. від властивостей одноосьових твердих кристалів проявляється, проте, в області високих інтенсивностей світла, де для Ж. к. характерна велика нелінійність, викликана молекулярної переорієнтацією в електричні. поле світлової хвилі (див. нелінійна оптика ). Особливий інтерес представляють оптич. властивості холестеріч., а також хіральних смектіч. фаз. Т. к. Ці речовини мають спіральну структуру (рис. 7, 10) з кроком спіралі h від десятих доль мкм до:, то видиме і ІК-випромінювання дифрагує на спіральної структури, що призводить до селективного відбиття хвиль, що поширюються уздовж осі спіралі. Довжина хвилі максимуму бреггівського відображення lмакс і його полушіріна Dl. визначаються кроком спіралі:

- пор. Показник заломлених и оптич. анізотропія холестеріч. Ж.к. Значення lмакс сильно покладу (через h) від температури, тиску и зовн. полів. Поза області селективного відображення холестеріч. Ж. к. Мают оптичні актівністю (До 100 ПОВНЕ поворотів на 1 мм товщина шару). Анізотропія пружності. Неоднорідність поля директора L (r) означає націлену рекламу. деформацію середовища. Для її опису в разі нематіч. Ж. к. Величина вільної енергії Ф доповнюється енергією націлену рекламу. пружності, що містить другі ступеня похідних L (r) за координатами. При цьому виділяють три типи деформацій: поперечний і поздовжній вигини і закручування (рис. 13). Кожна з цих деформацій описується своїм модулем пружності . Звернення в нуль варіації. похідних dФ / dL дає ур-ня націлену рекламу. пружності, рішення яких брало описують, зокрема, поведінка нематіч. Ж. к. У зовн. пружних полях. У смектіч. фазах дозволені тільки ті види націлену рекламу. деформацій, к-які не призводять до руйнування молекулярних шарів. Зокрема, в смектіч. А фазі можлива лише деформація поперечного вигину. З ін. Боку, одномірна решітка (хвиля щільності) r (z) має модуль пружності , Що характеризує трансляції. деформацію вздовж осі z. У загальному випадку деформації смектіч. Ж. к. Включають в себе націлену рекламу., Трансляція., А також перехресні вклади, і число модулів пружності в низькосиметричних смектіч. фазах досягає дек. десятків. Енергія націлену рекламу. деформацій нематіч. Ж. к. Вкрай мала. Тому флуктуації директора dL (r) мають значить. амплітуду, що поряд з великою оптич.

Мал. 13. Деформація поперечного вигину (a), поздовжнього вигину (б) і крутіння (в) в нематичних рідких кристалах.

анізотропією середовища призводить до сильного розсіювання світла. Цим пояснюється характерна каламутність нематіч. Ж. к. Для орієнтованих зразків смектіч. Ж. к. Сильне розсіювання світла спостерігається лише в обраних напрямках відповідно до виду дозволених націлену рекламу. деформацій. Динамічні властивості. Гідродинаміка Ж. к., Особливо нематіч. Ж. к., Має багато спільного з гідродинаміки ізотропних рідин. У разі нематіч. Ж. к., Напр., Для будь-яких напрямків справедливі ур-ня нерозривності і ур-ня руху рідини (Навье- Стокса рівняння). Особливість гидродинамич. властивостей Ж. к.- взаємодія між перебігом і вектором орієнтації. Дінамічне. стан нематіч. Ж. к. Можна охарактеризувати полем швидкостей рідини v (r) і полем директора L (r), що залежать один від одного. Без урахування стисливості ці речовини можна описати 5 коеф. в'язкості, к-які пов'язані з силами тертя, що виникають при наявності градієнтів швидкості течії, кут. швидкості обертання L, і разл. орієнтації L. Ці коеф. залежать від S і звертаються в 0 в ізотропної фазі, 6-й коеф. еквівалентний в'язкості ізотропної рідини. У разі смектіч. Ж. к. В фазі А це справедливо тільки для напрямків течії вздовж площини шарів. Анізотропія в'язкості Ж. к. Приводить до анізотропії їх електропровідності. Електрооптичні властивості. Анізотропія електричні. і оптич. властивостей поряд з властивістю плинності Ж. к. обумовлює різноманіття електрооптіч. ефектів. Наїб. важливі націлену рекламу. ефекти, не пов'язані з протіканням струму через речовину і обумовлені чисто діелектричної. взаємодією зовн. елект. поля E з анізотропією ea середовища. У зовн. поле Ж. к. прагне орієнтуватися так, щоб напрямок, в к-ром його діелектричної. проникність максимальна, збіглося з напрямком поля; при цьому або L || K, або L ^ K в залежності від знака EА. З переорієнтацією директора пов'язана зміна напрямку оптич. осі, т. е. практично всіх оптич. властивостей зразка (подвійного променезаломлення, поглинання світла , Обертання площини поляризації і т. Д.). Теоретично процес переорієнтації описується додаванням до вихідної енергії Ф квадратичного члена - EА (EL) 2 / 8p і знаходженням нового стійкого стану за допомогою мінімізації Ф. Якщо, напр., В початковому стані вектор L паралельний прозорим електродів і EА> 0, то при недо ром критич. значенні поля E ^ L відбудеться переорієнтація L, т. е. оптич. осі нематіч. Ж. к., В напрямку E, причому E кр ~ ea-1/2. Цей перехід, так само як і його магн. аналог, наз. переходом Фредерікса. Наїб. практич. значення має т. н. т в і з т-е ф ф е к т, що представляє собою той же перехід Фредерікса, але в попередньо закрученою (твіст-) структурі (рис. 13, в). За відсутності поля світло, попередньо поляризований за допомогою, напр., Плівкового поляроїда, проходить крізь твіст-структуру з поворотом площини поляризації на кут p / 2. Якщо на скла нанесені прозорі електроди, то при накладенні електричні. поля в разі EА> 0 директор переорієнтовується ^ склу та осередок втрачає здатність повертати площину поляризації світла. На виході осередку зазвичай ставлять плівковий аналізатор і спостерігають зміну оптич. пропускання. Цей ефект застосовують в чорно-білих індикаторах інформації. Для кольорових пристроїв використовується ін. Ефект, викликаний переорієнтацією молекул барвника ( "гість"), введених в жідкокрісталліч. матрицю ( "господар") разом із самою матрицею (ефект "гість-господар"). Барвники, орієнтовані Ж. к., Володіють сильним дихроизмом, залежних від зовн. поля (аналізатор в цьому випадку не потрібний). Спіральної структура холестеріч. Ж. к. Може бути "розкручена" елект. полем, так що все її специфічний. властивості (оптич. активність, кругової дихроизм, селективне віддзеркалення світла ) Зникають. При виключенні поля ці властивості відновлюються, що дає цілу гаму важливих електрооптіч. ефектів. Особливі націлену рекламу. ефекти характерні для сегнетоелектріч. Ж. к. В цих речовинах поле Е може взаємодіяти зі спонтанною поляризацією P, що призводить до вкладу ~ P E в енергію Ф. Переорієнтація P супроводжується переорієнтацією оптич. осі, причому знак відхилення L залежить від знака поля (лінійний електрооптіч. ефект). У нематіч. Ж. к. Дипольная поляризація в поле E також може супроводжуватися слабким, лінійним по E викривленням молекулярної орієнтації, якщо молекули володіють спец. асиметрією форми (флексоелектричний ефект). У шаруватих структурах смектіч. Ж. к. Під дією елект. поля E виникають хвилеподібні спотворення шарів. Аналогічні деформації можна спостерігати і в Псевдослоістая структурах холестеріч. Ж. к. Більшість перерахованих електрооптіч. ефектів має свої магнітооптіч. аналоги. Взаємодія магн. поля H з діамагн. Ж. к. Описується додаванням квадратичного члена - c a (HL) z / 2 до вільної енергії Ф. Для парамагн. Ж. к. Можливі і лінійні по H ефекти. При протіканні струму через Ж. к. Внаслідок анізотропії їх провідності виникає об'ємний заряд, який взаємодіє з зовн. елект. полем. Це при потужність. умовах призводить до електрогідродінаміч. нестійкості, що виявляється в утворенні стаціонарних просторово-періодичних. картин розподілу швидкості Ж. к. і його орієнтації. Під мікроскопом ці картини є системи паралельних темних і світлих смуг внаслідок модуляції коеф. заломлення для поляризованого світла (д о м е н и). Збільшення напруженості поля призводить до появи більш складних картин, а потім - до надзвичайно сильного розсіювання світла, викликаного турбулентним плином Ж. к. І нестаціонарними збуреннями його орієнтації (динамічний. Розсіювання світла). Практичне використання. Наїб. Найважливіші з них засновані гл. обр. на електрооптіч. властивості Ж. к. Зміна орієнтації L в нематіч. Ж. до вимагає напруг порядку 1 В і потужностей порядку мкВт, що можна забезпечити безпосередній. подачею сигналів з інтегральних схем без доповнить. посилення. Тому Ж. к. Широко використовуються в малогабаритних електронному годиннику, калькуляторах, виміряє. приладах в якості індикаторів і табло для відображення цифрової, буквеної та аналогової інформації. Ж. к. С успіхом застосовуються і для відображення інформації в реальному масштабі часу, напр. в плоских екранах портативних телевізорів. У комбінації з фоточувствіт. напівпровідниковими шарами Ж. к. застосовуються в якості підсилювачів і перетворювачів зображень і як пристрій оптич. обробки інформації. Залежність кроку h спіралі холестеріч. Ж. к. Від температури дозволяє використовувати плівки цих речовин для спостереження розподілу температури по поверхні разл. тел. Цей метод застосовується, напр., При медичній діагностиці запалені. процесів, неруйнівному контролі електронних приладів і візуалізації теплового випромінювання . Використання жідкокрісталліч. станів грає істот. роль в технології надміцних полімерних і вуглецевих волокон, а також при отриманні висококачеств. коксу. Біологічні аспекти. Складні біологічно активні молекули (напр., ДНК) і навіть макроскопіч. тіла (напр., віруси) також можуть перебувати в жідкокрісталліч. стані. Встановлено роль Ж. к. В ряді механізмів життєдіяльності людського організму. Нек-риє хвороби (атеросклероз, жовчнокам'яна хвороба), пов'язані з появою в організмі твердих кристалів, проходять через стадію виникнення жідкокрісталліч. станів. Особливу роль відіграє жідкокрісталліч. стан біол. мембран, зокрема, в процесах іонного транспорту, механізмах фотосинтезу і зору, в процесах самоорганізації біол. структур.

Література по рідких кристалів

1. Жінки П. Ж. д е, Фізика рідких кристалів, пров. з англ., М., 1977;
2. Папков С. П., Кулічихін В. Г., рідкокристалічний стан полімерів, М., 1977;
3. Блінов Л. М., Електро- та магнітооптика рідких кристалів, М., 1978;
4. Капустін А. П., Експериментальне дослідження рідких кристалів, М., 1978;
5. Сучасна кристалографія, т. 2, 4, М., 1979-81;
6. Чандрасекар С., Рідкі кристали, пров. з англ., М., 1980;
7. Плата Н. А., Шибаєв В. П., гребенеподібне полімери і рідкі кристали, М., 1980;
8. Пикин С. А., Структурні перетворення в рідких кристалах, М., 1981;
9. Пикин С. А., Блінов Л. М., Рідкі кристали, М., 1982;
10. Сонін О. С., Введення в фізику рідких кристалів, М., 1983;
11. Беляков В. А., Рідкі кристали, М., 1986;
12. Капустін А. П., Капустіна О. А., Акустика рідких кристалів, М., 1986.

Л.M. Блінов, С. А. Пикин

Чи знаєте Ви,

що будь-яка розумна людина скаже, що не може бути посмішки без кота і диму без вогню, щось там, в космосі, мабуть, тепле, яке випромінює ЕМ-хвилі, який відповідає температурі 2.7ºК. Дійсно, спостерігається космічне мікрохвильове випромінювання (CMB) є теплове випромінювання частинок ефіру, що мають температуру 2.7ºK. Ще на початку ХХ століття великі хіміки і фізики Д. І. Менделєєв і Вальтер Нернст передбачили, що таке випромінювання (температура) має виявлятися в космосі. У 1933 році проф. Еріх регенера з Штуттгарта за допомогою стратосферних зондів виміряв цю температуру . Його вимірювання дали 2.8ºK - практично точне сучасне значення. Детальніше читайте в FAQ по ефірної фізіці . НОВИНИ ФОРУМУ
Лицарі теорії ефіру 07.07.2019 - 9:52: НОВІ ТЕХНОЛОГІЇ - New Technologies -> ПРОБЛЕМА ШТУЧНОГО ІНТЕЛЕКТУ - Карім_Хайдаров.
07.07.2019 - 9:49: ВИХОВАННЯ, ОСВІТА, ОСВІТА - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвітництво від О.Н. Четверикова - Карім_Хайдаров.
03.07.2019 - 5:38: ВИХОВАННЯ, ОСВІТА, ОСВІТА - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвітніцтво від В'ячеслава Осієвського - Карім_Хайдаров.
30.06.2019 - 7:51: ВІЙНА, ПОЛІТИКА І НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема державного тероризму - Карім_Хайдаров.
29.06.2019 - 9:00: СОВІСТЬ - Conscience -> російський СВІТ - Карім_Хайдаров.
27.06.2019 - 10:01: Сейсмологи - Seismology -> Запаси води під Землею - Карім_Хайдаров.
27.06.2019 - 10:00: ЕКОЛОГІЯ - Ecology -> ПРОБЛЕМА прісної води - Карім_Хайдаров.
27.06.2019 - 9:57: ЕКОНОМІКА І ФІНАНСИ - Economy and Finances -> ПРОБЛЕМА криміналізації економіки - Карім_Хайдаров.
27.06.2019 - 9:56: ВІЙНА, ПОЛІТИКА І НАУКА - War, Politics and Science -> ПРАВОСУДІЯ.НЕТ - Карім_Хайдаров.
27.06.2019 - 9:53: НОВІ ТЕХНОЛОГІЇ - New Technologies -> "Зеніт" и з "Протон" ами будуть падати - Карім_Хайдаров.
27.06.2019 - 9:47: ВІЙНА, ПОЛІТИКА І НАУКА - War, Politics and Science -> Расчеловечивания ЛЮДИНИ. КОМУ ЦЕ ТРЕБА? - Карім_Хайдаров.
27.06.2019 - 9:45: ВИХОВАННЯ, ОСВІТА, ОСВІТА - Upbringing, Inlightening, Education -> Декларація Академічній Свободи - Карім_Хайдаров.