Жидкие кристаллы анизотропия

Некоторые вещества способны существовать в состоянии, промежуточном между жидким и кристаллическим, они образуют так называемые жидкие кристаллы. Жидкие кристаллы обладают одновременно рядом свойств жидкости, например, текучестью, и кристалла, например анизотропией. Жидкокристаллическое состояние обнаруживается в определенном температурном интервале, ниже которого вещества ведут себя как кристаллы, а выше—как жидкости. Жидкие кристаллы образуют органические вещества, молекулы которых имеют форму палочек, вытянутых пластинок и дисков. Например, л-азокси-анизол [c.165]

Известно, что жидкие кристаллы — это частично упорядоченные системы (см. разд. 3.1 и 5.5.9 [280]). В среде жидкокристаллических растворителей небольшие анизотропные молекулы растворенных веществ частично ориентированы. Например, в такой среде возможно быстрое вращение молекулы растворенного вещества только вокруг одной из трех ее осей, что приводит к некоторому усреднению сигналов, но все же допускает возможность взаимодействия между магнитными диполями ядер, а также известную анизотропию химических сдвигов. Если молекулы растворенного вещества не могут вращаться с достаточно высокой скоростью, обеспечивающей усреднение диполь-дипольных взаимодействий (как это обычно бывает в газовой или жидкой фазе), то наблюдаются довольно сложные спектры ЯМР с большой шириной линий. Тем не менее положение и число линий в спектрах ЯМР веществ, растворенных в жидкокристаллических средах, позволяет определить углы между связями, относительные длины связей и знаки констант спин-спинового взаимодействия. Например, ограничение вращения индуцирует магнитную неэквивалентность ядер Н бензола, благодаря чему удается определить их различающиеся химические сдвиги и константы взаимодействия между орто-, мета- и нара-протонами. [c.482]

Мезоморфные состояния. Вещества, состоящие из цепных молекул, могут быть переведены в состояние, промежуточное (мезоморфное) между твердым и жидким. При плавлении или растворении таких веществ получают жидкие (по агрегатному состоянию) системы, но характеризующиеся анизотропией свойств, что является признаком кристаллического состояния вещества. Поэтому такие системы называют жидкими кристаллами. Различают жидкие кристаллы термотропные, полученные нагреванием твердых кристаллов, и [c.112]

С ростом концентрации ПАВ в растворе происходит перестройка сферических мицелл в палочкообразные и затем пластинчатые (рис. 117). Последние представляют собой жидкие кристаллы, обладающие анизотропией свойств. [c.189]

АНИЗОТРОПИЯ — явление, состоящее в том, что физические свойства тел (механические, оптические, электрические, магнитные и др.) в отличие от изотропии, в зависимости от направления, различны. А. обусловлена строением тела, наличием кристаллической структуры или асимметрией молекул. Практическое значение имеет А. кристаллов, жидких кристаллов, полимеров. [c.26]

Воздействие электрического поля на жидкий кристалл, текущий через капилляр, не позволяет выявить анизотропию вязкости из-за возникающего между электродами вихревого движения вещества жидкого кристалла. Анизотропия же вязкости, измеренная в магнитном поле, оказывается весьма значительной . Так, для [c.106]

Наиболее структурно-чувствительной характеристикой текстуры жидких кристаллов является ее оптическая анизотропия, определяемая в основном одноосным ориентационным порядком. Степень ориентационного порядка в термотропных жидких кристаллах определяется величиной [c.40]

Весьма интересной особенностью полимеров является способность перехода в промежуточное (мезофазное) по отношению к жидкому и твердому состояниям жидкокристаллическое фазовое состояние. Оно характеризуется вполне определенными исходными структурой и физическими свойствами, а также способностью их быстрого изменения под влиянием внешних воздействий. Жидкие кристаллы, с одной стороны, обладают высокой пластичностью (легко переходящей в текучесть), а с другой стороны, обнаруживают характерную для твердых веществ спонтанную оптическую анизотропию. [c.30]

В таком состоянии могут находиться многие органические соединения в определенном, характерном для каждого из них, температурном интервале. При более низкой температуре вещество —твердый кристалл, при более высокой оно превращается в изотропную жидкость. Характерными признаками жидкокристаллического состояния являются оптическая активность, двулучепреломление, анизотропия упругих модулей, диэлектрической проницаемости и магнитной восприимчивости. Жидкие кристаллы быстро реагируют на температуру, электрическое и магнитное поля, химическую среду, изменяя свою окраску. Такое необычное сочетание их свойств объясняется особенностями строения молекул. [c.248]

Анизотропия вращательной подвижности часто сопровождается ориентационной упорядоченностью молекул в образце. Характер вращения зонда определяется структурой ближайшего окружения, строением ячейки , в которую он помещен. Ячейка в известной мере следует форме зонда и для удлиненной частицы также имеет удлиненную форму. При этом зонд оказывается преимущественно ориентированным вдоль длинной оси ячейки. Если образец и целом не упорядочен, ячейки распределены изотропно. Однако образец может быть и неизотропным, например вытянутые полимеры, жидкие кристаллы во внешних полях, нанесенные на подложку системы я т. д. В этих случаях угловое распределение зондов оказывается неизотропным, что проявляется в их спектрах ЭПР. [c.205]

Подобные системы с упорядоченным расположением молекул, обладающие оптической анизотропией и механическими свойствами, промежуточными между истинными жидкостями и твердыми телами, часто называют жидкими кристаллами. [c.230]

Понижение вязкости у ПМС с относительно узким МВР, как отмечалось в указанных работах, может быть следствием нарушения конформацион-ного равновесия в поле сил поверхности твердой фазы. При этом макро-молекулярные клубки разворачиваются в плоскости подложки, что обеспечивает легкое скольжение слоев жидкости по плоскостям скольжения. Граничный слой при этом имеет общие черты с состоянием вещества в жидких кристаллах [22], обладая анизотропией в направлении нормали к плоскости ориентации и параллельно ей. [c.34]

Жидкокристаллические термоиндикаторы представляют собой органические соединения, одновременно обладающие свойствами жидкости (текучесть) и твердого кристаллического тела (анизотропия, двойное лучепреломление). При изменении температуры жидкий кристалл меняет свой цвет. Жидкие кристаллы эффективно используют при исследовании температур в электронных схемах для обнаружения дефектов типа нарущения сплошностей. Они выпускаются в виде пленок и жидких растворов. [c.536]

Г с является макроскопически неоднородной, если она находится во внеш поле (газ в поле тяготения, поверхностный слой жидкости или р-ра вблизи границы с др фазой, тонкие пленки и др ) В этом случае локальные термодинамич характеристики зависят (причем непрерывным образом) от координат рассматриваемо о элемента объема При этом, однако, в системе не имеется частей, разделенных пов-стью раздела, т е она остается гомогенной Г с может быть изотропной (газы, жидкости) и анизотропной (большинство твердых и жидких кристаллов, см Анизотропия) Кроме того, в изотропных Г с может возникать анизотропия во внеш поле [c.591]

ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ, в-ва, переходящие прн опреде-ленных условиях (т-ра, давление, концентрация в растворе) в жидкокристаллич. состояние, к-рое является промежуточным между кристаллич. состоянием и жидкостью. Как и обычные жидкости, Ж. к. обладают текучестью, но прн этом для них характерно спонтанное появление анизотропии св-в (оптич., электрич., магнитных и др.) при отсутствии трехмерного дальнего порядка в расположении частиц (атомов, молекул). Поэтому жидкокристаллич. состояние часто наз. также мезоморфным (мезофазой). На диаграмме состояния температурный интервал существования Ж. к. ограничен т-рой плавления твердых кристаллов н т, наз. т-рой просветления, прн к-рой жидкокристаллич. мутные образцы становятся прозрачными вследствие плавления мезофазы и превращения ее в изотропную жидкость. Молекулы жидкокристаллич, соед. обладают стержнеобразной илн дискообразной формой и имеют тенденцию располагаться преим. параллельно друг другу. [c.147]

Резонансные частоты V, отличны от частот, которые наблюдаются в изотропной фазе, что вызвано влиянием анизотропии констант экранирования. Кроме того, Iц в матрице гамильтониана нужно заменить в диагональных элементах на / / - -а в недиагональных элементах — на /,-/ — О,-,-. В принципе скалярные взаимодействия могут определяться непосредственно из анализа, основанного на уравнении (IX. 31). Однако можно упростить задачу, если использовать данные анализа спектров в изотропной фазе. Важно отметить, что с помощью спектров ЯМР частично ориентированных молекул можно определить абсолютные знаки скалярных констант спин-спинового взаимодействия, если ввести предположение о преимущественной ориентации на основании известной молекулярной структуры. Наконец, следует подчеркнуть, что относительно простая форма оператора Гамильтона появляется только в том случае, если межмолекулярные диполь-дипольные взаимодействия могут быть исключены как следствие быстрых процессов диффузии в жидком кристалле. Заметим, что эти процессы отсутствуют в твердом теле. Кроме того, спектр самой жидкокристаллической фазы не наблюдается, или, точнее говоря, ои исчезает в шумах. Это объясняется относительно высокой степенью упорядоченности, которую обнаруживают сами жидкие кристаллы во внешнем поле Во, и большим числом протонов в этих молекулах. В результате тонкая структура спектров исчезает. [c.364]

Приводят к заметному упорядочению пространственного расположения молекул-гостей относительно оси, вокруг которой предпочтительно расположены молекулы растворителя. Этот эффект можно использовать, например, применив жидкие кристаллы как анизотропные растворители для спектроскопического изучения анизотропии молекул [166]. Растворители с упорядоченной структурой, в том числе и жидкие кристаллы, использовались также как реакционная среда, особенно в фотохимических реакциях (см., например, работы [111, 155, 163] и разд. 5.5.9). [c.90]

Жидкокристаллическое состояние занимает промежуточное положение между аморфным (жидким) и настоящим кристаллическим состоянием. Жидкие кристаллы обладают одновременно свойствами жидкостей (текучестью) и кристаллов (анизотропией свойств), но в отличие от твердых кристаллов дальний трехмерный гю-рядок у них отсутствует. Различают термотропные жидкие кристаллы, образующиеся при термическом воздействии на вещество, и лиотропные, существующие в растворах некоторых веществ при определенных концентрациях и температуре [c.133]

Даже к началу 70-х гг., когда химия и физика полимерных жидких кристаллов стала интенсивно развиваться, сомнения в том, можно ли их называть жидкими кристаллами, сохранялись. Отпали они, пожалуй, лишь в самом конце 70-х гг., когда были получены истинные полимерные аналоги низкомолекулярных жидких кристаллов макромолекулы, содержащие в основной цепи или боковых ветвях привычные мезогенные группы, эквивалентные по структуре свободным молекулам, образующим обычные жидкие кристаллы. Большая роль в исследовании и синтезе таких систем принадлежит Цветкову с сотр. [18] и Скороходову и Билибину с сотр. [245]. Но пионерские работы в нашей стране, в которых были синтезированы и исследованы макромолекулярные системы с мезогенами в боковых цепях, связаны с именами Платэ, Шибаева и их сотр. [30]. В настоящее время имеется множество монографий и обзоров по экспериментальной и теоретической физике полимерных жидких кристаллов [246—248]. Значительное внимание проблемам спонтанного образования мезофаз и вынужденной анизотропии было уделено и в работах автора настоящей главы с сотрудниками на некоторые из этих работ мы уже ссылались. [c.352]

Жидкие кристаллы — вещества, которые при определенных условиях переходят в состояние, характеризующееся как свойствами жидкости (текучестью), так и свойствами кристалла (анизотропией свойства). [c.107]

ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ, состояние в-ва, в к-ром оно обладает св-вами как жидкости (текучестью), так и тв. кристалла (анизотропией св-в). Ж. к. образ>тот в-ва, молекулы к-рых имеют удлиненную форму. По степени мол. упорядоченности занимают промежут. положение между ТВ. кристаллами, где существует трехмерный координац. дальний порядок, я жидкостями, в к-рых такой порядок отсутствует. Поэтому жидкокристаллич. состояние часто наз. мезоморфным илн мезофазой. Ж. к. термодинамически устойчивы на фазовой диаграмме им соответствует область, характеризуемая т-рой плавления, при к-рой тв. кристаллы переходят в жидкие, и т-рой просветления, когда они превращаются в обычную изотропную жидкость (при этом мутные образцы становятся прозрачными). [c.203]

КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ, равновесное состояние твердых тел, характеризующееся анизотропией макроскопич. св-в. Осн. признак К. с. на микроскопич. уровне — наличие дальнего порядка, т. е. трехмерной периодичности в расположении частиц (сравни с аморфным состоянием). В т. н. пластич. кристаллах дальний порядок распространяется лишь на положения центра тяжести молекул в отношении ориентации молекул трехмерная периодичность отсутствует. В ориентационно-разупорядоченном состоянии могут находиться не только целые молекулы, но и отд. их фрагменты (напр., метильные группы). В жидкокристаллич, состоянии в-во обладает св-вами как жидкостей, так и кристаллов (см. Жидкие кристаллы). [c.287]

Соотношения, аналогичные (3.11), имеют место и для других характеристик нематических лиотропных жидких кристаллов для показателя преломления, диэлектрической проницаемости, вязкостей. Экспериментальный материал, относящийся к этим свойствам нематических лиотропных жидкокристаллических фаз, относительно невелик. Подробный обзор вопросов, связанных с анизотропией свойств термотропных жидкокристаллических фаз, приведен в монографии [3]. [c.43]

Наличие ориентационного дальнего порядка в нематическом жидком кристалле приводит к появлению макроскопической анизотропии вешества относительно ряда свойств оптических, магнитных, электрических. Поэтому 1 змерение двойного лучепреломления в жидком кристалле [12—14], его диамагнитной анизотропии [15] или дихроизма [16] может служить непосредственным методом определения величины р. [c.59]

Обобщенная двухступенчатая модель релаксации анизотроп-но-упорядоченной воды успешно использована для интерпретации релаксационных данных на ядрах и О в растворах полимеров и биополимеров [39, 605]. В [603] релаксационные данные на ядрах Н, Ш и Ю анизотропно-упорядоченной воды в упорядоченных бислоях лиотропного жидкого кристалла интерпретируются с помощью другой теории, основанной на модели аксиального анизотропного вращения. Данная теория, первоначальный вариант которой был предложен Д. Восснером [606], позволяет объяснить наличие второго минимума на кривой зависимости Ti x ) для протонов (см. рис. 14.2). Однако, как отмечено в [591], попытка использовать только этот механизм для интерпретации данных по протонной релаксации наталкивается на серьезные затруднения. [c.237]

Между хаотическим движением молекул газа и жидкостей, с одной сторон111, и строгим порядком, свойственным кристаллическим твердым телам, с другой — имеются и промежуточные состояния. Существуют так называемые жидко-кристаллические вещества, которые обладают свойствами жидкости (текучесть) и некоторыми свойствами твердых кристаллов (анизотропией свойств). Жидкие кристаллы образуют вещества, молекулы которых имеют форму палочек или вытянутых пластинок. Взаимное расположение молекул в жидких кристаллах является промежуточным между твердыми кристаллами, где существует трехмерный координационный дальний порядок (упорядоченность в расположении центров тяжести молекул) и ориентационный дальний порядок (упорядоченность в ориентации молекул), и аморфными жидкостями, в которых дальний порядок полностью отсутствует. [c.11]

Отметим также, что существуют и так называемые кристаллические жидкости или жидкие кристаллы, которые обнаруживают анизотропию свойств. Например, п-азоксифенетол, п-метоксикорич-ная кислота и многие другие, по преимуществу органические ароматические вещества. Молекулы этих веществ обладают сильно вытянутой формой, которая затрудняет вращение их в жидкости и способствует упорядоченному расположению. При плавлении [c.66]

Мезоморфные состояния. Вещества, состоящие из цепных молекул, могут быть переведены в состояние, промежуточное (мезоморфное) между твердым и жидким. При плавлении или растворении таких веществ получают жидкие (по агрегатному состоянию) системы, но характеризующиеся анизотропией свойств, что является признаком кристаллического состояния вещества. Поэтому такие системы называют жидкими кристаллами. Различают жидкие кристаллы термотропные, полученные нагреванием твердых кристаллов, и. лиотропные, образовавшиеся в результате растворения вещества. По структуре (рис. 31) жидкие кристаллы могут быть нематическими (от греч. nema — нить) и смектическими (от греч. sme ta — мыло). В последнем случае кроме продольной ориентации молекул явно выражено их [c.87]

Одним из лучших способов ориентации является постоянное магнитное поле. Оно максимально ориентирует молекулы жидких кристаллов, в нем нет течения вещества, как в постоянном электрическом поле. Длинные оси молекул располагаются вдоль силовых линий магнитного поля. Такая ориентация вызывается диамагнитной анизотропией. Молекулы располагаются так, чтобы направление наибольшей восприимчивости совпадало с направлением магнитного поля. Как показывают экспериментальные данные, диамагнитная анизотропия в основном определяется количеством бензольных колец в молекуле. Чем их больше, тем выше степень ориентации молекул. При изучении строения жидких кристаллов необходимо сочетать идеи классической симметрии и статистики. Подобный подход успешно был применен Б. К- Ванштейном для описания строения агрегатов цепных молекул. Молекулы жидких кристаллов не являются цепными, но значительно удлинены. Это позволяет распространить на них систематику, относящуюся к цепным молекулам. [c.254]

За последние примерно десять лет, благодаря применению методов оптической и электронной микроскопии высокого разрешения, были достигнуты определенные успехи в изучении механизма процессов кокеообразования при низкотемпературной карбонизации различ-. , ах пеков. Исследованиями Брукса и Тейлора [39-42], предложившими гипотезу процесса кокеообразования через мезофазные превращения коксуемого сырья, а также других авторов [43-54] было показано, что начальной стадией формирования микроструктуры коксов является образование частиц мезофазы - слоистых жидких кристаллов, состоящих из ароматических макромолекул и обладающих анизотропией свойств. Считается, что первые сферы мезофазы размерами 0,I мк появляются в зависимости ог типа коксуемого сырья при температурах 360-520°С. За счет слияния соприкасающихся сфер происходит укрупнение частиц. Скорость образования таких частиц определяется продолжительностью и температурой обработки, а также вязкостью изотропной массы. Процесс укрупнения сфер и образования мезофаз-ной матрицы сопровождается деформациями, приводящими к изменению формы частиц мезофазы. Деформированные частицы мезофазы в дальнейшем образуют жесткий коксовый каркас, состоящий из графитоподобных слоев. В зтой стадии пластичность материала и подвижность Шхромолекул резко снижаются, что в условиях продолжающихся химических превращений, сопровождающихся выходом летучих и усадками, приводит к образованию микротрещин и пор. Воздействием на процесс формирования мезофазы можно получить коксы волокнистой (игольчатой), тонкой-мозаичной (точечной), сферолитовой и грубой мозаичной текстур, существенно различающихся физико-химическими, т.е. эксплуатационными свойствами [55-59]. [c.9]

АНИЗОТРОПИЯ (от греч. anises - неравный и tropos-направление), зависимость физ. св-в (мех., оптич., электрич. и др.) в-ва от направления. Характерна для кристаллов и связана с их симметрией чем ниже симметрия, тем сильнее А. В отношении нек-рых св-в, напр, плотности, уд. теплоемкости, кристаллы изотропны, т.е. эти св-ва не зависят от направления. А. жидких кристаллов и нек-рых жидкостей объясняется частичной упорядоченностью в ориентации молекул и А. нек-рых их св-в (напр., поляризуемости). В изотропных средах под действием электрич. или магн. поля, мех. воздействий может возникнуть искусств. А. Поликристаллич. материалы обычно изотропны А. св-в (гл. обр. механических) может возникнуть в них в результате обработки (отжига, прокатки) и создания ориентации зерен (текстуры). А. наблюдается и в некристаллич. материалах с естеств. текстурой (древесина). [c.165]

Парседжиан и Вейс [64] на примере одноосного сильноанизотропного кристалла Hg l ( 1 = 1,973 ш п = 2,656) показали, что изменение энергии молекулярного притяжения в вакууме не превышает 1% во всем интервале возможных углов поворота. Добавка к энергии взаимодействия, связанная с эффектом анизотропии, одинакова по абсолютной величине как в вакууме, так и при взаимодействии через жидкие прослойки. Поэтому ее вклад может становиться заметным, когда малы сами пО себе силы молекулярного взаимодействия, например при близости диэлектрических свойста кристалла и жидкой прослойки. Эффекты анизотропии диэлектрических свойств могут играть заметную роль в жидких кристаллах, определяя их преимущественную ориентацию вблизи поверхностей раздела [63, 65, 66], а также для кристаллов в собственном расплаве. [c.95]

Высокоупорядоченные структуры, например ориентированные жидкие кристаллы, вызывают ориентацию введенных в них радикалов при этом наблюдается изменение положения линий СТС в спектре ЭПР. В ориентированных полимерах - полиэтилене, полипропилене, натуральном каучуке - этот эффект не наблюдается. Хотя анизотропия вращения возрастает, однако влияние ориентации полимера не настолько велико, чтобы привести к ориентации радикала. Растяжение некристатшизующихся каучуков до 500-600 % не приводит к изменению частот и анизотропии вращения парамагнитного зонда. Ориентация сказывается на молекулярной подвижности эластомеров, если она вызывает процесс кристаллизации. [c.367]

Жидкие кристаллы обычно хорошо растворяют органические соединения. В жидкокристаллические растворители способны встраи-ваты я немезоморфные молекулы, не вызывая разрушения преобладающей в матрице жидкокристаллической структуры. Этот эффект, например, можно использовать при изучении анизотропии молекул. [c.63]

Жидкие кристаллы - вещества, способные находиться в состоянии, для которого характерны свойства как жидкости (текучесть, кап-леобразование), так и твердых кристаллов (анизотропия физических свойств). Нематические жидкие кристаллы характеризуются одноосной упорядоченностью - таким расположением больших линейных молекул, при котором их длинные оси параллельны друг другу. Примером нематической жидкокристаллической матрицы может служить жидкокристаллическая смесь 2Ь1-1132 фирмы Мегск, представляющая со- [c.57]

Известно, что некоторые жидкости обладают способностью к образованию ориентированных структур типа жидких кристаллов . В этом отношении особенно примечательно такое соединение, как п-азоанизол. Жидкий /г-азоанизол характеризуется двойным лучепреломлением или, другими словами, определенно является анизотропным. Интересно, что направление анизотропии жидкости в очень большой степени зависит от природы стенок содержащего ее сосуда. Пленка жидкости л-азоани-зола, размазанная по стеклянной пластинке и затем прогретая выше температуры перехода изотропной жадкости в анизотропную, при охлаждении приобретает некоторую преимущественную ориентацию. При температуре, превышающей на несколько градусов точку плавления, толстые пленки длинноцепочечных жирных кислот глубиной в несколько сотен молекул также проявляют свойства анизотропной жидкости. Большой интерес представляют данные Шерешевского и соавторов (см. разд. П-1В) по упругости паров жидкостей в капиллярах. Судя по этим данным, можно предполагать, что на расстояниях порядка микрона стенки капилляра способны индуцировать в структуре жидкости какие-то изменения. К сожалению, история аномальной воды (разд. У1-4В) показывает, что необычно низкая упругость паров в капиллярах может быть обусловлена и загрязнениями. [c.251]

В последние годы, однако, обнаружено и исследовано большое число растворов, которые можно назвать микрогетерогенными (микронеодно-родными). В таких растворах фаза, являющаяся макроскопически однородной, характеризуется некоторым микроскопическим пространственным масштабом /, который может быть различным - от десятков ангстрем до нескольких микрометров. Существование этого характерного масштаба проявляется, в частности, в том, что на кривых рентгеновской дифракции от такого раствора видны четкие рефлексы, соответствующие отражениям от брегговских плоскостей, отстоящих друг от друга на расстояние /. Многие микрогетерогенные растворы обладают модулями упругости (и в этом отношении они похожи на твердые тела) для них, кроме того, характерно существование анизотропии ряда физических свойств (показателя преломления, магнитной проницаемости, вязкостей и др.). Такие микронеодно-родные растворы называют лиотропными жидкими кристаллами (см. гл.З) [c.7]

Лиотропные нематические жидкие кристаллы, представляющие" собой концентрированные растворы молекул-стержней, обладают те№ же основными свойствами, что и термотропные жидкие кристаллы, подробно описанные в монографиях [1 -3]. Некоторые из этих озойств аналогачны свойствам обычных жидкостей, однако. в случае жидких кристаллов эти свойства анизотропны. Анизотропия магнитной восприимчивости, по- [c.40]