Симметрия жидких кристаллов

Зная теперь расположение выделенной оси зонда и используя соотношения (11.86), (11.87) и величину (IV.2), можно определить степень упорядоченности выделенной оси зонда по отношению к оси симметрии жидкого кристалла, iSy, которая оказывается равной 0,5 0,05. [c.164]

По признаку симметрии жидкие кристаллы делят на смектические, нематические и холестерические. [c.446]

Симметрия жидких кристаллов [c.68]

Теперь видно, что деформация любого из указанных выше трех типов уничтожает центр симметрии жидкого кристалла, если такой имеется, а тензор деформации, следовательно, есть аксиальный тензор второго ранга, который тождественно обращается в нуль для конфигураций, обладающих центром сиМ метрии. Поскольку свободная энергия — скаляр, то компоненты также образуют аксиальный тензор второго ранга [c.122]

В общем случае А, имеет 9 компонент, но симметрия жидкого кристалла снижает это число [14]. Распределение моле- [c.122]

А. В. Шубников одним из первых понял, что правильный подход лежит на пути использования предельных (непрерывных) групп симметрии, и дал свою трактовку симметрии жидких кристаллов на основе понятия пространственных семи-континуумов [1]. [c.12]

Ские жидкие Кристаллы отличаются более высоким порядком ориентации молекул по сравнению с нематическими. Молекулы располагаются также параллельно вдоль своих длинных осей. Центры масс молекул скоординированы. Вследствие этого жидкий кристалл имеет слоистое строение. Однако слои могут располагаться по-разному один к другому. Так, в разновидности смектической фазы а (рис, 111.56, Б) центры масс молекул в слоях лежат в плоскостях, перпендикулярных длинным осям молекулы. В этих плоскостях расположение центров масс беспорядочно. У смектической фазы б центры молекулярных масс в слоях располагаются в плоскостях, параллельных длинным осям молекул. У фазы а одна ось симметрии, а у фазы б две оси симметрии. Третья разновидность смектической фазы в наблюдается в случае гексагональной упаковки молекул в отдельных слоях. У фазы в единственная степень свободы трансляционного движения — скольжение слоев относительно друг друга. [c.244]

Удлиненная форма молекул жидкокристаллических веществ способствует сохранению дальнего порядка в некотором интервале температур. По общей симметрии и характеру упорядочения молекул жидкие кристаллы подразделяют на смектические, нематические и холестерические. Примером вещества, образующего жидкие кристаллы смектического типа (рис. 10.2, а), может служить этиловый эфир п-азоксибензойной кислоты [c.250]

Так как нематический жидкий кристалл обычно предполагается аксиально-симметричным, то и вращение зонда относительно его оси симметрии должно быть аксиально-симметричным. Если к тому же предположить, что вращение зонда аксиально-симметрично относительно некоей выделенной молекулярной оси зонда, то, используя модель цилиндрического радикала, изложенную в разделе II.6, можно определить положение этой выделенной оси и ее степень упорядоченности относительно оси жидкого кристалла. Для этой цели рассчитаем параметр (11.88), который в силу (IV. 2) составляет [c.164]

Исследования этих жидких фаз с помощью рентгеноструктурного и ряда других методов показали, что низкотемпературная форма всегда имеет более упорядоченную структуру по сравнению с более высокотемпературными фазами, что согласуется со вторым законом термодинамики. Наличие нескольких жидких фаз у одного вещества принято объяснять, как это изображено на рис. 34.3, существованием одной жидкой фазы и одной или нескольких фаз, состоящих из жидких кристаллов, которые обладают одно- или двумерной симметрией, возможной в жидком состоянии вследствие особой симметрии молекул этого вещества и сильного межмолекулярного взаимодействия. [c.127]

Первыми объектами изучения были трансляционные дефекты кристаллов, т. е. дислокации. Дисклинации, т. е. дефекты, связанные с нарушением вращательной симметрии, сначала не привлекали особого внимания, особенно при изучении кристаллов (это связано с тем, что дисклинации очень трудно выявить экспериментально). Казалось, что для получения дисклинаций в кристаллах необходимы очень большие нагрузки, при которых кристалл расколется, и поэтому вращательные дефекты следует принимать во внимание только в областях, в которых работает континуальная теория Однако этот тип дефектов получил полное признание при изучении полимеров, жидких кристаллов и аморфных тел. [c.12]

Известные в настоящее время смектические жидкие кристаллы не обладают свойством вращать плоскость поляризации света. Таким образом, подводя итоги, можно сказать, что в оптическом отношении они обладают всеми свойствами одноосных кристаллов. Согласно Шуб-никову однородно ориентированному смектическому кристаллу или одиночному монокристальному домену можно приписать символ симметрии (т оо т) семейства индикатрис одноосных кристаллов. Это предельная группа симметрии, имеющей одну ось бесконечного порядка (она обозначается знаком оо), одну поперечную ось, центр симметрии и бесконечное множество продольных плоскостей симметрии т и осей второго порядка. [c.30]

Исследования жидких кристаллов в сходящемся свете показали, что они одноосны и имеют положительный оптический знак. Следовательно, оптическая симметрия нематических кристаллов (монокристального домена) относится к тому же классу m с гп, что и симметрий смектических кристаллов. [c.42]

Холестерические жидкие кристаллы, так же как и нематические, ориентируются на поверхности твердых кристаллов. При этом первые (так же как и закрученные нематические кристаллы) имеют более низкую симметрию оптических свойств по сравнению со смектическими и нематическими незакрученными, а именно оо 2. Эта группа симметрии совпадает с симметрией вращения плоскости поляризации и подчинена группе т оо т. [c.55]

Как отмечалось в разделе 11.6, возможно и другое расположение этой осп, зеркально-симметричное относительно плоскости радикала. Однако, как показано в работе [90] при исследовании ориентацпп целого ряда нитроксильных радикалов, зависимость положения выделенной оси орпентацпи укладывается в общую зависимость, если предположить расположение выделенной оси вдоль длинной оси радикала, т. е. указанное выше значение а является наиболее вероятной областью расположения выделенной осп зонда, ориентирующейся в среднем вдоль оси симметрии жидкого кристалла. [c.164]

Обычно кристаллы классифицируют по признакам общей симметрии. В этом отношении жидкие кристаллы можно подразделять на смектические, нематические и холестерические. Для смектических жидких кристаллов, обычно являющихся термотропными, характерен ближний одномерный и ориентационный порядок, что имеет место и у твердых кристаллов. У нематических жидких кристаллов проявляется дальний ориентационный порядок в каком-либо одном направлении. Аналогичный порядок расположения молекул имеют и холестерические жидкие кристаллы, но они отличаются по равновесной структуре и текстуре. Существующие в различных жидких кристаллах видимые в обычный оптический микроскоп дефекты структуры получили название дисинклинаций. Иногда одна часть полимерной системы имеет смектическую, а другая — нематическую фазу. При этом может происходить переход [c.30]

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]

Приведенные примеры показывают, что жидкие кристаллы существуют в определенном температурном интервале, внутри которого возможны переходы от смектической фазы к нематической, и наоборот. Если одно и то же вещество обладает смектической и нематической фазами, то температура смектической фазы всегда ниже нематической. При нагревании или охлаждении вещества, молекулы которого имеют право-левую симметрию, фазовые переходы от твердых кристаллов к изотропной жидкости и наоборот происходят по схеме [c.253]

Предпосылкой образования холестерической структуры является особенность строения молекул холестерина. В состав этих молекул входят труднодеформируемые плоские скелеты, состоящие из пятичленных и шестичленных колец. Группы атомов на концах выступают из плоскости. Такая структура не имеет центра симметрии и оптически активна. Поэтому холестерические жидкие кристаллы вращают плоскость поляризации проходящего света. Им, как и смектическим и нематическим жидким кристаллам, свойственно двойное лучепреломление. [c.254]

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]

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]

Для систем, обладающих Щ1линдрич. симметрией (напр., полимеры, жидкие кристаллы), картина рассеяния представляет собой совокупность более или менее размытых кольцевых областей-диффузных пятен, по к-рой удается сделать ряд заключений о структуре объекта. При изучении стекол, разл. порошков, сплавов, р-ров макромолекул анализ рассеяния вблизи первичного пучка (т. наз. малоугловое рассеяние) позволяет определять такие характеристики дисперсной фазы, как средние размеры пор, кластеров, их распределение по размерам. При исследовании разбавленных р-ров идентичных частиц, напр, в случае биополимеров, интенсивность малоуглового рассеяния пропорциональна усредненной по всем ориентациям интенсивности рассеяния одной частицей, что позволяет определять геом. параметры и массы исследуемых часгиц. [c.100]

Деление Ф. п. на два рода несколько условно, т. к. бывают Ф. п. I рода с малыми скачками параметра порядка и малыми теплотами перехода при сильно развитых флуктуациях. Эго наиб, характерно для переходов между жидкокристаллич. фазами. Чаще всего это Ф. п. I рода, очень близкие к Ф.п. П рода. Поэтому они, как правило, сопровождаются критич. явлениями. Природа многих Ф. п. в жидких кристаллах определяется взаимод. неск. параметров порядка, связанных с разл. типами симметрии. В нек-рых орг. соед. наблюдаются т.наз. возвратные жидкокристаллич. фазы, появляющиеся при охлаждении ниже т-р существования первичных нематич., холестерич. и смектич. фаз. [c.56]

Танг и Пайне [5.13] изучали проявления парамагнитной релаксации на протоны быстро вращающихся метильных групп в молекулах, растворенных в жидких кристаллах. Если процесс, вызывающий эффективную релаксацию, нарушает симметрию Сз, то становятся возможными пути релаксации, которые связывают неприводимые [c.334]

Наряду с перечисленными структурами жидкокртсталлических фаз растворов ам4 [фила в воде следует упомянуть еще об одной структуре. Эта структура, имеющая кубическую симметрию, была уже изображена на рис. 35. Хотя эта стрзп<тура обладает трехмерным дальним порядком (она экспериментально изучена для случая безводного миристата натрия [5]), ее обычно относят к жидкокристаллической структуре, поскольку она обладает микроструктурой такого же ти1 а, как и истинные лиотропные жидкие кристаллы, а именно, углеводородные цейи миристата натрия уложены внутри цилиндрических мицелл, а полярные группы молекул образуют внешнюю поверхность этих цилиндров. Разветвленная сеть цилиндрических мицелл, расположенных в пространстве регулярным образом, напоминает по своей структуре так называемую микротрабекуляр-ную (слово трабекула означает перекладина ) сеть, обнаруженную экспериментально с помощью высоковольтного электронного микроскопа в живых клетках. [c.49]

Каждый тип жидких кристаллов обладает своими собственными геометрическими и оптическими свойствами. На молекулярном уровне это означает, что каждый такой порядок обладает определенной группой симметрии [6]. Большая часть двоякопреломля-ющих биологических систем обнаруживает структуру, симметрия которой совпадает с различными хорошо известными мезоморфными фазами [7]. Таким образом, различные типы мезоморфных порядков широко распространены в живой природе. Мы не должны забывать также, что существуют и истинные трехмерные кристаллы [8]. Важность мезоморфных структур (в том числе и коллоидов) определяется их присутствием в мембранах клеток и клеточных органелл, в клеточных ядрах и хромосомах многих микроорганизмов, в миелиновых оболочках аксонов нервных клеток (особенно распространенных в белом веществе мозга позвоночных), а также в мышечных и скелетных тканях [3, 7, 9—1 ]. [c.277]

Мышцы представляют собой двоякопреломляюшне гели, структуры которых обнаруживают группы симметрии, такие же, как различные группы жидких кристаллов (за исключением холестерических). Мышцы не являются жидкими, они построены из параллельных волокон, соединенных между собой либо постоянными связями (2-полосы, плотные тельца, Ь-система), либо меняющимися (поперечные мостики). Последовательное образование к распад поперечных мостнков напоминает обратимые переходы золь — гель в коллоидах. Мышцы соответственно представляют собой постоянные гели большей или меньшей жесткости в зависимости от числа поперечных мостиков. [c.289]

Если из каких-либо данных либо просто из соображений симметрии известна ориентация зонда относительно молекул жидкого кристалла, то анализ угловых зависимостей параметров спектра позволяет судить об ориентации молекул среды в пространстве. Таким образом, например, определено возможное значение угла (77°) между длинными осями вытянутых молекул параазок-сианизола и плоскостями, в которые эти молекулы объединены в сиботактических группах [151]. [c.161]

Для краткости по аналогии с ядерной физикой будем называть пространство компонент параметра порядка изотопическим пространством, а преобразования непрерывной группы симметрии в изотопическом пространстве изотопическими преобразованиями. Расширяя класс систем с непрерывным вырождением, включим в их число нематические жидкие кристаллы и сверхтекучий Не . Для этих систем гамильтониан не инвариантен относительно однородных вращений в изотопическом пространстве из-за связи реального пространства с изотопическими степенями свободы системы. Тем не менее однородные равновесные состояния этих систем можно считать вырожденными, поскольку однородные вращения не меняют их термодинамический потенциал. Подчеркнем, что это свойство нарушается для неоднородш>1Х состояний — в этом случае изотопическое вращение изменяет свободную энергию. [c.154]

В средней школе всех нас учили, что вещество существует только в трех состояниях твердом, жидком и газообразном. Однако это не вполне верно. В частности, некоторые органические материалы переходят из твердого состояния в жидкость не сразу, а испытывают ряд переходов, включающих новые фазы. Механические свойства и свойства симметрии этих фаз промежуточные между свойствами жидкости и кристалла. По этой причине они часто называются жидкими кристаллами. Более подходящее название — мезоморфные фазы (мезоморфный означает промежуточный), или меаофазы. [c.13]

Исследования ТФМ в жидком кристалле [22—24] (см. гл. 1.5) показали, что в лета-положении фенильных колец п-электронная спиновая плотность отрицательна и конформация радикала изменяется с изменением температуры. Спектры ЭПР трифенилметила регистрировали в изотропной и жидкокристаллической фазах 4,4 -диметоксиазоксибензола. Константа СТВ (а абл) протонами в жега-положении в жидкокристаллической фазе монотонно возрастает с уменьшением температуры, тогда как с протонами в орто- и пара-положениях вначале уменьшается, проходит через минимум, а затем опять возрастает. Трифенилметильный радикал обладает аксиальной симметрией, поэтому при анализе спектров ЭПР было использовано уравнение [c.110]

Холестерические жидкие кристаллы являются разновидностью нематических и отличаются от последних спиральной закрученностью друг относительно друга плоскостей, внутри которых сохраняется нематический порядок. Холестерическая структура обладает локальной цилиндрической симметрией со слабым двухосным порядком [76], что и отражается на характеристиках соответствующих текстур. В общем случае для холестерических жидких кристаллов характерны три вида текстуры конфокальная, гранжановская и гомеотропная (периодическая). [c.116]

Для нематических жидких кристаллов предполагалась симметрия пространственного семиконтиниума второго рода, образованного бесконечно малыми переносами вдоль С и конечными переносами по перпендикулярным направлениям В. Символ симметрии С В (С — ось бесконечно малых переносов, В — символ симметрии сетчатого орнамента). [c.68]

В последнее время стало ясно, что симметрию реальных жидких кристаллов можно описывать, используя статистические идеи и вводя элементы статистики в операции симметрии. В частности, рассмотрена симметрия агрегатов цепных молекул Б. К. Вайнщтейном Известно, что молекулярный порядок, аналогичный жидкокристаллическому, наблюдается у многих высокомолекулярных веществ (например, у лиотропных жидких кристаллов полипептидов и вирусов). Молекулы классических жидких кристаллов не являются истинно цепными, но значительно удлинены это позволяет распространить на них систематику, относящуюся к цепным молекулам. [c.68]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология