Нематики

Основным предположением теории Майера — Заупе является следующее в нематическом состояний в жидком кристалле молекулы создают анизатропный нематический потенциал. В этом потенциале любая пробная молекула нематика ориентируется так, чтобы ее энергия была минимальной (тепловое движение, естественно, препятствует этой ориентации). Энергия отдельной молекулы в нематическом жидком кристалле предполагается, по Майеру — Заупе, равной [c.38]

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

Рис. 3.1. Расположение молекул в нематике.

Жидкокристаллическое состояние этого вещества существует в интервале температур 116—134°С. В расплаве такого кристалла видны в поле зрения микроскопа тонкие нити. Жидкие кристаллы этого типа называют нематическими или нематиками. В них молекулы расположены параллельно друг другу, образуя ориентационный дальний порядок в одном предпочтительном направлении. Ориентированные нематические жидкие кристаллы обладают оптическими свойствами, аналогичными свойствам одноосной кристаллической пластинки, вырезанной параллельно оптической оси. Разность показателей преломления обыкновенного и необыкновенного лучей у жидких кристаллов составляет 0,35,- тогда как у кальцита она равна [c.251]

Другое направление работ - развитие молекулярно-статистической теории и экспериментальные исследования жидкокристаллических систем. Предложен вариант молекулярно-статистического моделирования диаграмм состояния жидких кристаллов, включающих полярные компоненты. Проведен расчет характеристик фазового перехода нематик - изотропная фаза в системах, в которых наблюдается диполь-дипольная димеризация [c.109]

В то же время близость полученных значений s к соответствующим значениям для нематических жидких кристаллов позволила выдвинуть предположение о возможности образования жидкокристаллических граничных структур полярными жидкостями с асимметричными плоскими (включающими бензольное кольцо) молекулами. Как можно предположить, граничные фазы таких жидкостей отличаются от нематиков меньшими значениями параметра s, пространственной ограниченностью и механизмом образования. [c.210]

Таким образом, мезофаза связана с необычной комбинацией фазового и агрегатного состояния, или плотности и способа упаковки, или упаковки и порядка. Порядок обязательно должен быть дальним, уже по одному этому признаку стеклообразное состояние не есть мезофаза. Однако, при быстром охлаждении жидких кристаллов можно их застекловать из такого наложения мезоморфного и релаксационного состояний возникают тоже уже давно описанные химеры типа твердых нематиков — т. е. твердых жидких кристаллов — в некотором роде, понятие, содержащее двойной парадокс. [c.350]

Более точное рассмотрение (см. [1, 2]) дает следующие значения этих параметров в точке перехода нематика в изотропную жидкость [c.39]

Рассмотрим энергию взаимодействия молекул, находящихся в двух близлежащих параллельных плоскостях 1 тл 2 двумерного нематика (см. рис. 3.1). Если предположить, что, в соответствии с (3.2), энергия взаимодействия двух молекул пропорциональна os (i — (где ф и (i — углы между осью молекулы и направлением директора в плоскостях 1 и 2), то энергия взаимодействия двух плоскостей пропорциональна величине [c.44]

Таким образом, энергия упругой деформации в нематике пропорциональна квадрату деформации (лри малых деформациях) и пропорциональна квадрату параметра порядка (при малых s). В изотропной фазе, при s =0, упругая энергия отсутствует. [c.44]

С 100 °С 150 С кристалл - - смектик -> нематик ->- изотропный расплав, [c.120]

В настоящей работе будут рассматриваться только растворы немезоморфных соединений в термотропных жидких кристаллах (системы мезоген—немезоген). В системах этого класса обычно сохраняется тип мезофазы жидкокристаллического растворителя, хотя известны и исключения, например образование холестерической, фазы в системах нематик—хираль-ный немезоген. Поэтому отнесение жидкокристаллических растворов немезоморфных веществ к лиотропным жидким кристаллам представляется неоправданным, так как в лиотропных системах тип упорядоченности очень часто определяется прежде всего составом системы. В связи со сказанным выще жидкокристаллические растворы немезоморфных веществ следует выделить в самостоятельный класс жидкокристаллических многокомпонентных систем. Системы немезоген-немезоген можно подразделить на две группы. К одной группе относятся лиотропные системы немезоген-немезоген, а к другой — термотропные системы этого типа. [c.220]

В жидких кристаллах, называемых нематическими, дальняя упорядоченность чисто ориентационная. Она характеризуется тем, что существует преимущественное направление ориентации осей молекул, но центры масс расположены беспорядочно рис. IV. 18,а). Возможность образования такой структуры Определяется геометрическими характеристиками молекул, асимметрией их формы. Показано, что дальняя ориентационная упорядоченность возникает (в некотором интервале значений плотности) во флюиде из твердых стержней без притяжения, но на структуру реальных нематиков влияют, безусловно, и силы межмолекулярного притяжения. В жидких кристаллах, называемых смектическими, имеется одномерная или двумер- [c.200]

Нематич. Ж. к. (нематики М) характеризуются наличием ориентационного порядка, при к-ром длинные осн молекул расположены однонаправленно прн беспорядочном расположении центров тяжести молекул (рис. 1,в). Нематич. тип Ж. к. образуют соед., в молекулах к-рых имеются короткие алкильные или алкоксильные группы (число атомов углерода < 3). [c.148]

Если стержнеподобные цепи находятся в примерно параллельном порядке, но не организованы вдоль всей цепи, то такая упорядоченная фаза называется нематической или нематикой (рис. 2.19,г). [c.64]

На рис. VI 1.15 показаны рассчитанные по уравнению (VII.7) зависимости AF от S для различной температуры. При Т < — температура фазового перехода нематика в изотропную жидкость) на кривой AF (s) имеется один минимум, соответствующий объемной нематической фазе с определенным значением параметра порядка S. При Т = Тс минимальное значение Af становится равным нулю, что отвечает равенству свободных энергий нематической (при S = 0,44) и изотропной (при s = 0) фаз, находящихся в состоянии термодинамического равновесия. При Г > Тс и s > О все значения AF > 0 существующая при s > О область минимума отвечает, очевидно, метастабильным состояниям жидкокристаллической фазы, отделенным от более устойчивого в этих условиях изотропного состояния потенциальным барьером. При некоторой температуре [c.211]

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]

Каждый тип жидкого кристалла образует свои характерные текстуры. Д.ЛЯ нематиков - это шлрфен-текстура (рис. 12.2,д). Такой вид у нее в пOJЛяpизoвaннoм свете. Темные полосы движутся при вращении препарата и указывают участки, где директор совпадает с направлением по.ляризатора или анализатора. В светлых участках директор ориентирован произвольно, но однородно. Места же, где сходятся черные полосы, являются линейными дефектами - дисклинациями, расположенны-.ми перпендикулярно плоскости препарата. На этих линиях поле директора имеет особенности, показанные на рис. 12.2,6. [c.149]

В 80-е годы были разработаны композиты с нематиками для применения в электрооптике. ЖКК с нематиками пoJ yчeны на основе полимерной матрицы, в свободных полостях которой находится нематик. [c.151]

Таким образом, растворы указанного класса амфифилов в воде аналогичны растворам жидкостей, расслаивающимся при низких температурах, которые были рассмотрены в гл. 2. Правда, в нашем случае имеется одно существенное отличие. А именно, молекульктержни в концентрированных растворах амфифила (содержащих небольшое количество воды) выстраиваются параллельно и образуют нематический жидкий кристалл (или нематик). [c.37]

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]

Применение ЖКК с нематиками связано в основном с электрооптиче-скилш свойствами жидких кристаллов - способностью изменять пропускание света под действием электрического поля. ЖКК с нематиками являются перспективными материала.ми для построения различных устройств отображения информации (просветных и отраженных дисплеев), создания проекционных систем, разработки систем управления световыми потоками (ослабиге- ти, модуляторы, ограничители мощности, дефлекторы и др.). [c.154]

Ароматические углеводородные системы образуют жидкие кристаллы неметаллического типа (рис. 90). Они образуются дискообразными молекулами высококонденсированных ароматических соединений плоского строения (рис. 91) или длинными молекулами в виде стержней с ароматическими фрагментами. В нематике возникают области до сотен нанометров с одинаково ориентированными молекулами. Центры тяжести нематической фазы расположены случайно, поэтому в ней не существует дальнего координационного порядка. Оси всех частиц нематики ориентированы в определенном направлении. Методами дифракции рентгеновских лучей может быть исследован ориентационный порядок, характерный длн жидкокристаллических структур. [c.168]

На рис. 18 приведены спектры зонда в МББА при различных температурах измерения. МББА характеризуется наличием нематической фазы в диапазоне температур 290—318 К. В фазе изотропной жидкости (выше 318 К) спектр рис. 18, а имеет структуру, характерную для аксиальной симметрии g- и -тензоров и соответствует зондам, быстро вращающимся вокруг длинной х-оби радикала (g gxк), причем оси х распределены изотропно (аналогично, как на рис. 10). При переходе в нематическую фазу (рис. 18 б) спектр локализуется вблизи резонансного поля, соответствующего ориентации радикала осью х вдоль направления поля. Таким образом, ориентирование доменов нематика в магнитном поле приводит к сильному (практически полному) ориентированию ячеек , содержащих зонд. Эта структура матрицы может быть заморожена быстрым охлаждением МББА ниже 259 К. На рис. 18, в представлен спектр замороженного до 200 К в магнитном поле из нематической фазы образца. [c.205]

Другой класс нематиков — это нематические лиотропные жидкие кристаллы. Они получаются при ра створении веществ, молекулы которых имеют стержнеобразный характер, в обычных изотропных жидкостях. Как и в термотропных жидких кристаллах, в лиотропных жидких кристаллах молекулы-стерженьки в небольшом объеме жидкости выстраиваются параллельно, при этом центры молекул распределены в пространстве беспорядочно (рис. 3.1). Общее направление осёй молекул в нематическом жидком кристалле принято характеризовать единичным вектором - директором л. Функция распределения молекул по направлениям относительно директора осесимметрична, направления л и —и полностью эквивалентны, т.е. у оси отсутствует полярность. Степень ориентационного порядка в нематическом жидком кристалле принято определять с по- [c.37]

В растворах полимеров, молекулы которых имеют стержнеобразный характер (жесткоцепные полимеры, полимеры, обладающие сильным набуханием), часто образуется жидкокристаллическая нематическая фаза, подобная лиотропным нематикам амфифилов (рассмо1ренным в гл. 3). Область сосуществования концентрированной нематической и разведенной изотропной фаз в растворах полимеров на фазовой диаграмме расположена вблизи 0-точки (при Т> О и концентрации, близкой к концентрации, соответствующей 0-точке, см. рис. 4.15). Жидкие кристаллы в растворах полимеров исследованы у целого ряда синтетических полимеров, белков и нуклеиновых кислот [15—17]. [c.88]

Уже много лет мы знаем, что в некоторых растворах жестко-цепных полимеров может возникать нематическая (или холестерическая) упорядоченность, и для многих из нас в этом нет ничего непостижимого. Однако внезапно, благодаря открытиям как американских, так и советских физикохимиков этот вопрос выдвинулся на передний план из некоторых нематических фаз, содержащих палочкобразные макромолекулы, оказалось возможным получение волшебных волокон , как это показано Дж. Престоном в гл. 4. Воадействие этих открытий напоминает о том времени, когда группой исследователей Американской радиопромышленной корпорации (R A) было открыто динамическое рассеяние нематиков в электрических полях, что сразу же привело к резкому увеличению числа исследований в области жидких кристаллов во многих странах. [c.9]

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]

Монокристаллы или однородно ориентированные пленки сополимеров диакриловых и моноакриловых шиффовых оснований были получены при полимеризации тонких (0,1 см) пленок мономера в магнитном поле в 5000—8000 эрстед. Такие отполированные пленки в сходящемся луче лазера обнаруживают интерференционные картины, характерные для нематиков, ориентированных параллельно поверхности пленки [22]. Детальное микроскопическое исследование сополимеров моно- и диакриловых шиффовых основа- [c.136]

Таким образом, пара-н-алкоксибензойные кислоты становятся мезогенными начиная с -пропилоксибензойной кислоты. Мезоген-ный потенциал возрастает с увеличением длины алкоксигруппы [44]. Эти кислоты образуют сильно скошенные смектики С-струк-туры, в которых угол наклона молекулы относительно плоскости слоев равен примерно 45° [45]. Имеются указания на то, что даже нематические фазы парй-н-алкоксибензойных кислот обнаруживают слоистое расположение молекул внутри малых молекулярных агрегатов выще температуры перехода нематик — изотропный расплав [46]. Из виниловых полимеров, содержащих звенья бензойной кислоты, наиболее детально изучены полимеры метакрилоилоксибензойной и акрилоилоксибензойной кислот. Эти мономеры (табл. 1, мономеры 1 и 3) не являются мезоморфными и плавятся точно при 182 и 201 °С соответственно. Они проявляют сильное [c.141]

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]

Однонаправленный слой, образующий пластинку Л/2 в покрытиях насекомых, является примером нематического аналога. Шаг спирали в их панцире может меняться непрерывно в зависимости от глубины слоя в толще панциря, а также от различных-участков тела. Может так случиться, что закрутка вообще исчезнет и мы получим фибриллярный аналог нематической фазы. Это наблюдается не так уж редко у насекомых. В работе [82] показано, что у некоторых видов саранчи свет и температура могут вызывать преимущественную ориентацию фибрилл в ходе отложения панциря. Дневные слои — это твердые нематики напротив, слои с регулярной винтовой структурой образуются в условиях холодной ночи. Отсюда следует, что в нормальных условиях панцирь состоит из перемежающихся холестерических и нематических слоев. Однонаправленная укладка фибрилл существует также во внутренних складках нанщ5ря, которые служат для закрепления мышц. Имеется большое число фибриллярных аналогов нематика в скелетных и сухожильных тканях как позвоночных животных, так и беспозвоночных. [c.302]

В работе [16] бьшо изучено влияние длины молекулы четных членов гомологического ряда одноатомных нормальных алифатических спиртов С2-С16 на температуру перехода нематика-изотропная жидкость (Гтуу) соединения IVг. Введение спиртов приводит к понижению причем [c.223]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология