Холестерики

Рис. 12.3. Химические формулы ряда жидких кристаллов разного типа а " нематики б - холестерики

Впервые ЖКК были созданы на базе холестерических кристаллов в 70-е годы для целей термографии. В водный раствор поливинилового спирта (ПВС) при перемешивании добавляли раствор холестерика для образовании эмульсии. Испарение воды приводило к затвердеванию пленки ПВС, в порах которой формировалась планарная текстура холестерика. Зачерненная с одной стороны пленка ЖКК обладала свойством вьфаженного селективного отражения, которое зависело от температуры. На этой основе в дальнейшем были разработаны термоиндикаторы. [c.151]

На рис. 9 приведен фрагмент полученной нами фазовой диаграммы нитробензол-Пб в области температур и составов существования смектической и холестерической мезофазы, аналогичный полученной ранее диаграмме системы к-бутанол—Пб [45]. Диаграмма рис. 9 обнаруживает большое сходство с типичными диаграммами систем нематик—немезоген (см. рис. 2). Концентрационные зависимости температур фазовых переходов близки к линейным. Наклоны линий фазовых переходов 5 + Ск, Б + Ск СИ, Ск- Ск+Т и Ск+]- Т существенно превосходят что связано со значительно большей величиной изменения энтальпии при фазовом переходе кристалл—смектика (АН ц) по сравнению с и [46]. Близость величин наклонов линий переходов 5 + Ск- СН и СН ->-Ск +J приводит к тому, что температурный интервал существования холестерики ДТ сл не уменьшается с увеличением содержания немезогена вплоть до Х ред- [c.231]

Высокая чувствительность ЖКК с холестериками к небольшим изменениям температуры, их способность работать в широком диапазоне температур позволяют использовать их в качестве термоиндикаторов ДJ я панорамных измерений полей температур. Если тонкую пленку ЖКК поместить в тепловое поле, которое не перегревает ее и не переводит в изотропную фазу, то по-разному нагретые участки будут иметь разный цвет, если же освещать ее монохроматическим светом (рассматривать через светофильтр, что то же самое), то - разную интенсивность. Зная заранее какой температуре соответствует тот или иной цвет (или интенсивность), можно построить изотермическую карту изучаемого теплового поля. Это позволяет измерять температуру тела по изменению цвета жидкого кристалла, контактирующего с поверхностью тела. [c.154]

Неориентированные холестерики дают конфокальную текстуру (рис. 12.2,6). Она состоит из отдельных и связанных между собой сложных образований, называемых конфокальными доменами Структура одного из таких доменов схематично показана на рис 12 2,г. Ориентированные холестерики, у которых ось спирали лежит в плоскости образца, имеют в поляризованном свете полосатую структуру вследствие периодичности (с шагом спирали) меняющегося показателя преломления. [c.150]

Исследование влияния немезоморфных растворенных веществ на оптические свойства жидких кристаллов в настоящее время ограничивается нематиками и холестериками. Наиболее интересные результаты были получены при исследовании оптически активных жидкокристаллических растворов немезоморфных соединений, полученных введением хираль-ного немезогена в нематик или оптически неактивного немезогена в холестерик. Такие растворы благодаря своим уникальным оптическим свойствам нашли практическое применение, поэтому им будет уделено основное внимание в этом разделе. [c.242]

Строение нематических жидких кристаллов, используемых чаще других мезофаз в качестве растворителей немезоморфных соединений, исследовано весьма подробно и разнообразными методами (см., например [1, главы 1,5]). При этом обычно получают информацию об усредненной упорядоченности (дальний порядок), которая оказывается малополезной применительно к жидкокристаллическим растворам немезогенов. Об этом свидетельствует непредсказуемость кинетики реакций в нематиках, трудности в выборе жидкокристаллических неподвижных фаз в ГЖХ (см. подраздел 2.1), безуспешность попыток осуществления стереоспецифических реакций в холестериках и ряд других проблем. Это со всей определенностью указывает на первостепенное значение дня жидкокристаллических растворов ближней упорядоченности. О наличии ближнего порядка в жидкокристаллических растворах, отличного от дальней упорядоченности, свидетельствует целый ряд экспериментальных фактов. Приведем некоторые из них. [c.250]

Холестерики обычно ярко окрашены малейшее изменение температуры (до тысячных долей градуса) приводит к изменению шага спирали и изменению окраски ЖК. [c.225]

У жидких кристаллов необычные оптические свойства. Нематики и смектики А — оптически одноосные кристаллы. Холестерики вследствие периодичности их структуры дают брэгговские отражения в видимой области. В нематиках и холестериках носителем свойств является жидкость (легко деформируемая среда), поэтому они чрезвычайно чувствительны к внешним возмущениям. [c.32]

Локально ) холестерик очень похож на нематическое вещество. Здесь также отсутствует дальний порядок в расположении центров тяжести, а молекулы преимущественно ориентированы вдоль [c.22]

Спиральная структура холестериков определяет их высокую оптич. активность (к-рая на неск. порядков выше, чем у обычных орг. жидкостей и твердых кристаллов) и способность селективно отражать циркулярно поляризованный свет видимого, ИК и УФ диапазонов. При изменении т-ры, состава среды, напряженности электромагн. поля изменяется шаг спирали, что сопровождается изменением оптич. св-в, в частности цвета. Это позволяет измерять т-ру тела по изменению цвета Ж. к., контактирующего с пов-стью тела. Жидкокристаллич. термография используется в технике для визуализации ИК, СВЧ излучений, в качестве неразрушающих методов контроля в микроэлектронике и др., в медицине - для диагностики ряда сосудистых и острых воспалит, заболеваний. [c.149]

В опубликованной литературе спираль холестерика иногда изображается как на фиг. 1.6, т. е. в виде стопы плоских полосок в плоскостях, параллельных (ху). В этой модели локальная оптическая симметрия не одноосная, а двуосная (с осями ц ж г). Однако это потребовало бы слишком большого различия (в молекулярном масштабе) между нематическим и холестерическим состояниями и противоречило бы предыдущему разделу, так что фиг. 1.6 неправильна ). [c.24]

Таким образом, нематики и холестерики являются двумя подклассами одного семейства, причем справедливы следующие правила соответствия [c.26]

Свойства 3 и 4 приводят к симметрии D , в обозначениях Шенфлиса. Отметим разницу между нематиками (Z)ooh) и смектиками А (Z)oo). Мы видели ранее, что, если вещество, которое отличается от своего зеркального изображения, попытаться ввести в нематическую фазу, последняя исказится и превратится в холестерик. Для смектика А такого искажения не найдено. Как мы увидим в гл. 7 (стр. 340), требование постоянства расстояния между слоями налагает условие rot п = О на все макроскопические деформации смектика. Спиральное расположение, описываемое уравнением (1.1), приводит к условию rot п= —О и, следовательно, запрещено. Многие эфиры холестерина при понижении температуры превращаются фактически в смектики А. [c.27]

Шаг спирали в холестериках и, следовательно, длина волны света, испытывающего брэгговское отражение, зависят от температуры. Поэтому цвет вещества может резко изменяться в температурном интервале в несколько градусов. Это используется в ряде приложений для нахождения горячих точек в микроцепях [45], локализации переломов и опухолей у человека [46], визуализации изображения в инфракрасных лучах [47] и т. д. Работы [48, 49] могут служить введением в эту область ). [c.32]

И нематики, и холестерики очень чувствительны к внешним полям. Первые эффекты, обусловленные влиянием магнитного поля, были найдены уже давно группами советских ученых под руководством В. К. Фредерикса и В. Н. Цветкова [51, 52] ). Однако совсем недавно было открыто много новых магнитных явлений. [c.32]

По этой причине начиная с 1965 г. быстро рос интерес к нематикам и холестерикам. Смектические мезофазы из-за их большей вязкости привлекали техников меньше. Однако количество работ по смектикам также постоянно растет в связи с различными приложениями. [c.33]

Если нематический жидкий кристалл содержит молекулы, однородно ориентированные в пространстве, то он ведет себя как одноосный кристалл, обладающий двулучепреломлением. Холестерические кристаллы содержат оптически активные молекулы благодаря последовательному изменению ориентации молекул в параллельных слоях в кристалле возникает винтовая ось симметрии, что служит причиной высокой оптической активности холестериков и избирательного отражения ими циркулярно поляризованного [c.268]

А. Дибромид холестерика. В 4-литровый стакан помещают 150 г (0,39 моля) продажного хатестерина (примечание 1) и растворяют его в л абсолютного эфира при нагревании на паровой бане и перемешивании стеклянной палочкой полученный раствор охлаждают до 25°. Для приготовления второго раствора прибавляют 5 г безводного уксуснокислого натрия в порошке (0,06 моля) (примечание 2) к 600 мл уксусной кислоты, причем перемешивают смесь и разбивают куски стеклянным шпателем затем прибавляют 68 г (0,4 моля) брома, после чего полученный раствор приливают при перемешивании к раствору холестерина. Раствор окрашивается в желтый цвет и быстро превращается в твердую пасту дибромида. Смесь охлаждают в бане со льдом до 20° и препарат отфильтровывают на воронке Бюхнера диаметром 16 см (примечание 3), Осадок отжимают и промывают уксусной кислотой, пока фильтрат ие станет совсем бесцветным обычно бывает достаточно 500 мл кислоты. Для получения второй порцпи дибромида удовлетворительного качества фильтрат и промывную жидкость соединяют и к ним прибавляют 800 мл воды полученный осадок отфильтровывают и промывают уксусной кислотой, пока фильтрат не станет бесцветным. Днбромнд, смоченный уксусной кислотой, вполне пригоден для большинства реакций сухой же дибромпд, даже хорошо очищенный путем повторной кристаллизации, начинает разлагаться (темнеть) уже через несколько педель. Препарат, полученный как указано выше и высушенный при комнатной температуре до постоянного веса. [c.78]

Как отмечалось, в зависимости от характера микроскопического упорадочения жидкие кристаллы принято делить на несколько главных типов - нематические (нематики), холестерические (.холестерики) и смектические (смектики). [c.148]

В. холестериках ориентационный порядок тоже однох[ерный, но есть и одномерное транс.ляционное упорядочение (рис. 12.1,6). Последнее проявляется в том, что структуры расположены слоя.ми. В пределах каждого слоя порядок чисто нематический, но при переходе от с.лоя к слою д1фектор поворачивается на небольшой угол. В результате образуется спиральная слоистая структура. Не так давно найдены холестерики с дву- и трехмерны.м ориентационным упорядочением, называемые "голубыми фазами". Их детальная структура еще неизвестна, но достоверно установлена кубическая упаковка спиральных фрагментов. [c.148]

Индивидуальные химические соединения редко используются в ЖКК. Обычно это многокомпонентные смеси, позволяющие путем изменения состава добиваться оптимального сочетания свойств. Составы смесей холестериков для термооптических композитов в большинстве случаев известньг Что же касается составов нематических смесей и методов их получения, то они, как правило, являются секрета.ми фирм и не публикуются. [c.151]

Для полу-чения ЖКК. как с холестериками, так и с нематиками, существуют две основные технологии 1) Э-мульгирование с последующим отверждением 2)фа ювое разделение, включающее получение раствора жидкого кристалла в растворе полимера или пористой матричной среде и отверждение, при котором микрокапли жидкого кристалла oтдeJ яют я от. матрицы в результате поли.меризации при охлаждении расплава и испарении растворите.ля. [c.152]

В жидких кристаллах наблюдаются разные виды дефектов, которые могут быть строго регулярными благодаря жидкому характеру среды. Упругая энергия, связанная с наличием дефектов, стремится прийти к равновесию, и эти дефекты принимают конфигурацию, которая соответствует минимуму энергии и называется текстурой. Дефекты жидких кристаллов исследованы в многочисленных работах [4, 5, 23, 74, 90, 94, 102]. Мы наблюдаем дислокации (ребра и винты) и фокальные изгибы в смектиках и холестериках. Дисинклииации присутствуют в трех основных видах жидких кристаллов. Дислокации и фокальные изгибы релаксируют в нематиках, что отчетливо проявляется в переходах смектик — нематик. [c.309]

Любая функциональная система,. механическая или электронная, в процессе работы вьщеляет тепло. Образуется как бы температурный портрет тела, точно воспроизводящий его функционатьное состояние. Спиральная структура холестериков определяет их высокую огттическую активность и способность селективно отражать поляризованный свет, видимого, ИК- и УФ- диапазонов. При изменении телшературы, состава среды, напряженности электро.магнитного поля из.меняется шаг спирали, что сопровождается изменением оптических свойств, в частности, цвета. [c.153]

Техника применения ЖКК с холестериками сравнительно проста. Первое - неабходимо, чтобы изучаемое тепловое поле при нагревании пленки композита не только не выводило ее за пределы холестерической мезофазы, но и оставляло ее в рамках цветотемпературной характеристики, т,е, чтобы наибольшая и наименьшая те.мпературы пленки соответствовали начаот и концу области селективного отражения видимого света Второе - пленка холестерика не должна существенно нарушать тепловое поле, поэтолту теплоемкость материала изучаемого [c.153]

Метод жидкокристаллической термографии не является универсальным, однако есть области, где только этот метод может дать быструю и достаточну ю информацию о поле температур. Это гфежде всего области, где требуется панорамное изображение температур без нарушения исследуемой поверхности, когда исследу емая область настолько мала, что не представляется возможным препарирование ее термодатчиками, сенсорами и другими приборами. К таким областям можно отнести неразрушающий контроль качества различных материалов. Это быстрый и дешевый метод отбраковки изделий электронной техники, выпрямителей, интегральных и печатных плат, транзисторов. ЖКК с холестериками широко используются для визуализации невидимых излучений (контроль ИК - лазеров, визуализация аэродинамического нагрева при изучении перехода от ламинарного течения в турбулентное и др.). [c.154]

Вязкоупругие свойства жидкого кристалла характеризуются набором модулей упругости Кц и коэффициентов вязкости уь определяющих свойства однородного жидкого кристалла. Эти параметры в сочетании с анизотропией магнитной и диэлектрической восприимчивостей Дх и Ае определяют характер изменений в жидком кристалле при внещних воздействиях. Для полипептидных жидких кристаллов Ах и Ае положительны по знаку. Следовательно, в достаточно сильном магнитном (электрическом) поле жидкий кристалл макроскопически однородно ориентирован так, что продольные оси спиральных макромолекул параллельны направлению поля. Очевидно, что такая упорядоченность нарушает холестерическую макроструктуру, характерную для жидкого кристалла ПБГ в отсутствие внешнего поля. Фактически такой структурный переход от холестерика к нематику используется во многих технических устройствах благодаря удобству контроля за переходом и позволяет определить критическую величину поля, индуцируюш его такой переход. Индуцированный полем переход был открыт в лиотропных системах при изучении молекул растворителя методом ЯМР-опектроскопии [32—34]. Позднее этот лереход изучался методами ЯМР [35], инфракрасного дихроизма 4], оптических исследований [36], магнитной восприимчивости [37] и импульсной лазерной техники [38]. Переход можно также наблюдать при измерениях шага холестерической спирали как функции напряженности лоля. На рис. 11 показана зависимость относительного шага [c.198]

У ЖК необычные опттеские свойства. Нематики и смектики класса А — оптически одноосные кристаллы. Холестерики вследствие периодического строения дают в видимой области спектра брегговское отражение. Поскольку в нематиках и холестериках носителями свойств является жидкая фаза, то под влиянием внешнего воздействия она легко деформируется. Поскольку шаг спирали в холестериках очень чувствителен к темпера,туре, то, следовательно, и брегговское отражение будет резко меняться с темпе-ра,турой, что приведет к изменению цвета вещества. [c.226]

Вещества с молекулами этого типа и есть холестерики,. Исходной симметрией холестериков служит груша О з собственных вращений, не содержащая инверсии. В них осуществляется неоднородное (геликоидальное) упорядочение. Переход нематик — холестерик — фазовый переход, второго рода. [c.51]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология