Жидкие кристаллы

Неполяризованный свет, падающий на поверхность вещества, разлагается  на две составляющие: одна из них  отражается, а другая проходит. У  одной составляющей вектор напряженности  электрического поля вращается по часовой  стрелке, у другой – против. Это свойство приводит к радужной окраске структуры при освещении белым светом.

 

 

 

 

Рисунок 11 – Круговой дихроизм холестерического жидкого кристалла

 

 

3.3 Оптическая активность

 

Холестерические жидкие кристаллы обладают необычно высокой оптической активностью (т. е. способностью менять поляризацию) — гораздо большей, чем любое другое вещество. Например, кварцевая пластинка толщиной 1 мм поворачивает плоскость поляризации синего света примерно на 39°, а пленка холестерика изоамил-n-(4-цианобензилиденамино)циннамата такой же толщины повернула бы плоскость поляризации на сотни полных оборотов. Направление и угол поворота на единицу длины оптического пути разных веществ различны [2].

 

4 Современное применение  жидких кристаллов

 

Расположение молекул  в жидких кристаллах изменяется под действием таких факторов, как температура, давление, электрические и магнитные поля; изменения же расположения молекул приводят к изменению оптических свойств, таких, как цвет, прозрачность и способность к вращению плоскости поляризации проходящего света. (У холестерически-нематических жидких кристаллов эта способность очень велика.) На всем этом основаны многочисленные применения жидких кристаллов. Например, зависимость цвета от температуры используется для медицинской диагностики. Нанося на тело пациента некоторые жидкокристаллические материалы, врач может легко выявлять затронутые болезнью ткани по изменению цвета в тех местах, где эти ткани выделяют повышенные количества тепла. Температурная зависимость цвета позволяет также контролировать качество изделий без их разрушения. Если металлическое изделие нагревать, то его внутренний дефект изменит распределение температуры на поверхности. Эти дефекты выявляются по изменению цвета нанесенного на поверхность жидкокристаллического материала.

Тонкие пленки жидких кристаллов, заключенные между стеклами или  листками пластмассы, нашли широкое применение в качестве индикаторных устройств (прикладывая низковольтные электрические поля к разным частям соответствующим образом выбранной пленки, можно получать видимые глазом фигуры, образованные, например, прозрачными и непрозрачными участками).

Жидкие кристаллы широко применяются в производстве наручных часов и небольших калькуляторов. Создаются плоские телевизоры с тонким жидкокристаллическим экраном. Сравнительно недавно было получено углеродное и полимерное волокно на основе жидкокристаллических матриц [4].

Одно из важных направлений  использования жидких кристаллов —  термография. Подбирая состав жидкокристаллического вещества, создают индикаторы для разных диапазонов температуры и для различных конструкций. Например, жидкие кристаллы в виде плёнки наносят на транзисторы, интегральные схемы и печатные платы электронных схем. Неисправные элементы — сильно нагретые или холодные, неработающие — сразу заметны по ярким цветовым пятнам. Новые возможности получили врачи: жидкокристаллический индикатор на коже больного быстро диагностирует скрытое воспаление и даже опухоль.

С помощью жидких кристаллов обнаруживают пары́ вредных химических соединений и опасные для здоровья человека гамма- и ультрафиолетовое излучения. На основе жидких кристаллов созданы измерители давления, детекторы ультразвука. Но самая многообещающая область применения жидкокристаллических веществ — информационная техника. От первых индикаторов, знакомых всем по электронным часам, до цветных телевизоров с жидкокристаллическим экраном размером с почтовую открытку прошло лишь несколько лет. Такие телевизоры дают изображение весьма высокого качества, потребляя ничтожное количество энергии от малогабаритного аккумулятора или батарейки [5].

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Жидкие кристаллы ещё  далеко не познаны. Сегодня мало изученным  является вопрос об истинной роли жидкокристаллического  состояния в жизнедеятельности  биологических систем. Немалые успехи достигнуты в создании полимерных жидких кристаллов, однако остаётся насущным совершенствование технологии их производства. Актуальным является вопрос о взаимодействии жидких кристаллов с кристаллическими, аморфными и полимерными поверхностями, так как от их решения во многом зависит качество всех современных  приборов и устройств, где требуется  почти идеальная ориентация молекул. Немало загадок хранит в себе оптика жидких кристаллов, т.н. «нелинейная  оптика».

Много доброго и полезного  делают жидкие кристаллы уже сегодня, но еще больше мы ждем от них завтра. И нет сомнений в том, что в  недалёком будущем жидкие кристаллы приведут нас к впечатляющим открытиям.

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Чандрасекар, С. Жидкие кристаллы / С. Чандрасекар. - М.: Мир, 1980 – 344 с.
2. Браун, Г. Жидкие кристаллы и биологические структуры / Г. Браун, Дж. Уолкен. – М.: Мир, 1982 – 198 с.
3. Адамчик, А. Жидкие кристаллы / А. Адамчик, З. Стругальский. – М.: Сов. радио, 1979 – 160 с.
4. Гардымова, А. П. Научная электронная библиотека: элементы и устройства вычислительной техники и систем управления [www.dissercat.com]/ А. П. Гардымова. – 2005. Режим доступа: http://www.dissercat.com/content/elementy-otobrazheniya-informatsii-na-osnove-kompozitnykh-kholestericheskikh-zhidkikh-krista - Элементы отображения информации на основе композитных холестерических жидких кристаллов с управляемым поверхностным сцеплением.
5. Плазменные и ЖК телевизоры: статьи и обзоры [www.my-plazma.ru]/ -2009. – Режим доступа: http://www.my-plazma.ru/artikles/zktech/zkristall.html. - Жидкие кристаллы.
6. Электронный переход происходит так быстро, что за время перехода электронов, ядра остаются в тех же точках поворота, и поэтому наиболее, вероятный путь перехода должен быть вертикальным.