Жидкий кристалл смектическая фаза

I — межмолекулярные взаимодействия // — контактные (фазовые) взаимодействия, Д — ДИ-, три-, тетрамеры М — мицеллы (сферические, эллипсоидальные и др.) ПМ — полвмероподобные мнцеллы [71] ЖК — жидкие кристаллы (смектические и нематические фазы) К — трехмерные кристаллы НДС — структуры низкой дисперсности ВДС— высокодисперсные структуры (включая студни), НС — надмолекулярные структуры. [c.173]

В качестве датчиков температуры используют жидкие кристаллы, в которых тип жидкой фазы зависит от температуры. Молекулы этих веществ, в зависимости от температуры, выстраиваются в определенном порядке, создавая так называемые нематические, холестерические или смектические мезофазы. Рассеиванием белого света термоиндикаторы создают цветную картину температурных распределений при изменении цвета от красного к синему. Для избежания обратного рассеяния света от подложки, на контролируемый материал либо наносят черное покрытие, либо используют зачерненные жидкокристаллические пленки, в которых сама пленка играет роль покрытия. [c.254]

Чистая фаза, состоящая из ламеллярных мицелл с, аналогичная смектической фазе жидких кристаллов и отличающаяся от последней только тем, что в ней слои разделены водным раствором. [c.461]

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]

Молекулы холестерических жидких кристаллов, как и смектических, собраны в монослои, внутри которых они располагаются параллельно друг другу. Однако внутри каждого слоя расположение молекул более напоминает нематическую фазу, а не смектическую. Каждая молекула в слое имеет плоскую конфигурацию, содержит метильные группы, располагающиеся над и под плоскостью молекулы. [c.252]

Жидкие кристаллы — это органические молекулы, геометрические и (или) полярные характеристики которых благоприятствуют их упорядоченной ориентации в одном или двух направлениях. Вещество при этом остается текучим и выглядит как жидкость. Однако его оптические свойства подтверждают наличие некоторой упорядоченности на молекулярном уровне. Длинные, узкие и весьма жесткие молекулы выстраиваются подобно сплавляемым по реке бревнам (так называемые нематические жидкие кристаллы). Более сложные формы типа больших плоских молекул могут образовывать слоистые структуры, подобные структуре клееной фанеры (так называемые смектические жидкие кристаллы). Фактическое поведение фазы определяется равновесием между эффектами, обусловленными формой молекулы и ее ближайшим окружением. Это равновесие подвержено влиянию даже небольших электрических полей, так что оптические свойства жидких кристаллов могут быстро меняться (например, прозрачное вещество может стать светонепроницаемым). [c.83]

В жидких кристаллах, которые должны обязательно состоять из анизометричных молекул с сильными взаимодействиями, реализуются две формы порядка (характеризуемые двумя составляющими энтропии и энтальпии) ориентационный и координационный. Первый — обязательная принадлежность жидких кристаллов, второй характерен для смектической фазы, где молекулы образуют последовательность слоев, причем внутри каждого слоя они не только параллельны, но и их центры тяжести скоординированы, тогда как порядка в поперечных расстояниях между ними нет. [c.349]

Термин ЖИДКИЙ кристалл является более широким — в различные модели жидких кристаллов включено объяснение калориметрических, дифракционных, оптических свойств и свойств течения. Соответствующие свойства полифосфазенов напоминают свойства жидких кристаллов, но поместить изучаемые объекты в существующие классификационные схемы для жидких кристаллов трудно [51, 52]. Существование холестерической фазы в полифосфазенах маловероятно, поэтому следует выбирать между нематическим и смектическим типами. Наблюдавшиеся резкие дифракционные пики характерны для смектического типа, а не нематического 51]. Псевдогексагональная упаковка встречается в определенных смектических структурах [52, 53], поэтому термин смектический использовался для описания псевдогексагональных фаз в полимерах [41, 54]. Однако более правильным было бы сохранить этот термин для обозначения структур, имеющих слои в третьем измерении, а также упорядоченную упаковку в остальных двух измерениях, как, например, для некоторых акриловых полимеров с длинными боковыми цепями [54], а не использовать его для обозначения более часто встречающихся псевдогексагональных структур [41]. [c.337]

Как в нематических, так и смектических жидких кристаллах расстояния между параллельными молекулами не зафиксированы и меняются во времени. На образование жидкокристаллической фазы невыгодно влияют боковые цепи, особенно на конце главной [c.271]

Жидкие кристаллы, или, лучше сказать, мезоморфные соединения, могут существовать в жидком состоянии в различных формах. При плавлении твердого кристалла образуется вязкая молочно-белая жидкость, в которой молекулы расположены не только параллельно, но и слоями (смектическая фаза). У некоторых веществ отмечено несколько смектических фаз. При даль- [c.174]

Жидкие кристаллы бывают трех типов смектические, нематические и холестерические. На рис. 6.16 показано, каким образом соотносятся друг с другом смектическая и нематическая фазы. Смектические жидкости не текут свободно они скользят в одной плоскости. Рентгеноструктурный анализ указывает на структуру, состоящую из последовательности плоских слоев, расстояние между которыми больше, чем расстояние между молекулами в кристалле. Смектическая фаза может плавиться, превращаясь в изотропную жидкость, или по достижении температуры перехода образовать нематическую фазу. Нематическая фаза текуча, рентгеноструктурный анализ показывает, что она похожа на обычные жидкости. При наблюде . , жидких кристаллов в поляризованном свете под микроскопом видны характерные окрашенные структуры. У нематической фазы эти структуры имеют вид нитей. [c.142]

Смектические жидкие кристаллы. Смегма по-гречески означает мыло, следовательно, смектическое состояние — это состояние, свойственное многим мылам. По данным рентгеноструктурного анализа, смектическая фаза обладает сложным строением в каждом слое оси молекул параллельны (рис. 15.8, а). При этом молекулы могут располагаться упорядоченно (рис. 15.8, а) или неупорядоченно (рис. 15.8,6). Классическим примером жидких кристаллов смектического типа является этиловый эфир п-азоксибен- [c.446]

Наивысшим порядком обладают жидкие кристаллы смектического типа (/). В простейшем случае они представляются как слои параллельно ориентированных молекул. Большие оси молекул в пределах слоя параллельны друг другу и перпендикулярны плоскости слоя. В нематической (2) фазе молекулы также ориентированы параллельно друг другу, но порядка в расположении центров тяжести соседних молекул не существует. В отсутствие внешних ориентирующих сил направления ориентации длинных осей молекул в нематической фазе непрерывно изменяются от точки к точке. В результате нематическая фаза характеризуется только одномерным порядком и поэтому ее вязкость меньше вязкости смектической фазы. [c.169]

Система растворитель — смектический жидкий кристалл часто дает начало своеобразной текстуре в виде так называемых миелиновых форм (рис. 44). Возникновение этих форм лучше всего наблюдать в системе холестерин — глицерин. При нагреве до определенной температуры холестерин соединяется с глицерином и дает жидкие кристаллы смектического типа. При дальнейшем нагревании до температуры /2 жидкие кристаллы плавятся, распадаясь на исходные компоненты — холестерин и глицерин. Это явление, открытое Млодзеев-ским 3 , названо диссоциацией жидких кристаллов, поскольку последние устойчивы лишь в определенном температурном интервале 2 — Если такие кристаллы нагревать между предметным и покровным стеклами, смектическая фаза впитывает избыток глицерина и рост миелиновых форм усиливается. Здесь глицерин играет роль растворителя жидких кристаллов, поэтому [c.61]

Некоторые вещества обладают несколькими жидкокристаллическими фазами. Так, п-п -ноноксибензальто-луидин в области температур 70—73° образует жидкие кристаллы смектического типа, а в области 73—76°— жидкие кристаллы нематического типа. Схему фазовых превращений для подобных веществ можно записать [c.97]

Специфически действующими веществами хмогут быть также жидкие кристаллы. Так называются некоторые вещества, свойства которых лел ат между свойствами кристаллических твердых веществ и нормальных изотропных жидкостей. Жидкие кристаллы могут существовать в трех фазах — смектической, холестерической и нематической. В последней фазе молекулы могут свободно пере- [c.173]

Специфически действующими веществами могут быть также жидкие кристаллы. Так называются некоторые вещества, свойства которых лежат между свойствами кристаллических твердых веществ и нормальных изотропных жидкостей. Жидкие кристаллы могут существовать в трех фазах — смектической, холестерической и нематической. В последней фазе молекулы могут свободно перемещаться только в параллельных плоскостях. В связи с такой упорядоченной структурой нематические жидкие кристаллы проявляют селективное сродство по отношению к линейным молекулам. Они удерживают, например, п-замещенные бензолы сильнее, чем Л1-изомеры. [c.63]

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]

По степени молекулярной упорядоченности различают немагические и смектические жидкие кристаллы. У первых продольные оси молекул ориентированы вдоль некоторого направления (дальний ориентационный порядок), а ориентация поперечных осей молекул и расположение их центров тяжести не упорядочены, что обеспечивает свободу поступательных перемещений молекул. Поэтому вязкость вещества в нематической фазе лишь незначительно отличается от вязкости [c.39]

Жидкие кристаллы нематического, смектического и холестерического типов широко используются в газовой хроматографии. В нематической фазе молекулы свободно перемещаются только в параллельных плоскостях. Поэтому нематические жидкие кристаллы типа п, п -азоксифеиетола [c.304]

Некоторые жидкие кристаллы могут находиться и в смектическом, и в нематическом состояниях. Фазовые превращения таких веществ из кристаллического состояния в жидкое при повышении температуры проходят по схеме кристалл смектиче-ская фаза->-нематическая фаза->-жидкость. Все эти превращения—фазовые переходы первого рода, сопровождающиеся изменением внутренней энергии, плотности и энтропии системы. Энтальпия перехода жидкого кристалла в жидкость в десятки раз меньше энтальпии плавления, а энтальпия перехода смектической фазы в нематическую еще меньше. [c.166]

Жидкие кристаллы, получающиеся из индивидуальных веществ в определенной области температур, называют термотропными (например, метоксибензилиденбутиланилин). Лиотропные жидкие кристаллы образуются с участием растворителя (в частности, это водные растворы мыл). Если индивидуальное вещество способно образовывать и нематическую, и смектическую фазы, то при повышении температуры фазовые переходы происходят в следующей последовательности [c.201]

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]

Определение периодов идентичности. При исследовании жидких кристаллов в некоторых случаях целесообразно применять уравнение Вульфа—Брэгга для определения периодов идентичности смектической и нематической фаз. Выше отмечалось, что в случае рассеяния рентгеновского излучения молекулярными жидкостями можно пользоваться формулой [c.260]

Рассмотрим сначала биологические полимеры, образующие истинные мезофазы. Благодаря своим парафиновым цепям жирные кислоты — это небольшие полимерные молекулы. Они входят в состав некоторых наиболее важных биологических жидких кристаллов [13—16]. В частности, клеточные мембраны и их основные производные содержат фосфолипиды, образующие бислойные структуры, подобные смектическим фазам, уменьшенным до двух молекулярных слоев. Такая структура обусловлена дифильным характером этих молекул и относительно постоянной длиной парафиновых цепей. Структурные формулы основных из этих соединений хорошо известны и могут быть найдены в статье Луззати [17]. Многие жидкокристаллические включения наблюдаются в эндокринных тканях, таких, как кора надпочечников и желтое те- [c.277]

Многое указывает на жидкий характер мембран и слоистых систем, являющихся аналогами смектической фазы, хотя их двойное лучепреломление часто трудно наблюдать. Мы рассмотрим теперь биологические материалы, которые, будучи двоякопрелом-ляющими аналогами жидких кристаллов, сами не являются жидкими. Такие примеры мы встречаем в мышечных и скелетных тканях и в некоторых клеточных ядрах. [c.284]

Некоторые жидкие кристаллы могут претерпевать химическое отверждение, сохраняя при этом двойное лучепреломление и прочие структурные характеристики-. Аналогично мы можем заполи-меризовать изотропные, холестерические и смектические фазы некоторых мезогенных мономеров. Например, можно получить полимеры моно- и диакрилатов шиффова основания, проведя полимеризацию при температуре их мезоморфии [ЮО, 101]. По мере углубления процесса полимеризации жидкий характер этих мезофаз быстро ликвидируется. При образовании тройного сополимера холестеринакрилата с названными материалами получается твердая винтовая нематическая фаза. [c.308]

Наличие или отсутствие зависимости степеней упорядоченности зондов от температуры между фазовыми переходами позволяет делать выводы о наличии или отсутствии подобной зависимости у структуры самого жидкого кристалла. Так, как показано во многих работах (см., напримар, обзор [15]), степени упорядоченности зондов в нематических жидких кристаллах земетно зависят от температуры, что соответствует зависимости от температуры степеней упорядоченности нематических жидких кристаллов. В то же время в работе [150] обнаружено, что степень упорядоченности нитроксильного радикала, растворенного в смектической фазе одного из жидких кристаллов (этил-4-азоксибензоата), практически не зависит от температуры. [c.161]

Мы узнали о существовании жидких кристаллов сравнительно давно — восемьдесят лет тому назад,— однако многие эксперименты, которые можно было сделать тридцать лет назад, проведены только сейчас. Важность их потенциальных приложений к термографии и электрооптическим дисплеям была понята лишь десять лет назад в основном благодаря работам Фергасона и Хейльмейера, однако само по себе отсутствие приложений в прежнее время не объясняет такого отставания работ по жидким кристаллам. Более существенно то, что исследование жидких кристаллов является довольно сложным, поскольку оно включает несколько научных дисциплин химию, оптику, механику и специализированные методы, такие, как ядерный магнитный резонанс, а также, в некотором смысле, требует пространственного воображения, чтобы представлять себе сложные конфигурации молекул. Полутеоретик, подобный мне, всему этому по очень обучен, и по этой причине книга весьма неполна. Некоторые аспекты (и в частности, химические) сведены к жесткому минимуму. С другой стороны, что теоретик может и должен систематически делать,— это проводить сравнение с другими областями. В данном контексте часто оказывается полезным и будет проводиться сравнение с магнитными системами. Весьма поучительно также сравнение так называемых смектических фаз со сверхтекучим гелием П и сверхпроводниками. Это, однако, требует некоторого знакомства с физикой низких температур, что не хотелось бы вводить в качестве обязательного условия, и поэтому ссылки на сверхтекучие жидкости сделаны короткими. [c.9]

Жидкими кристаллами называют такие вещества, которые с повышением температуры переходят из твердой фазы сначала в смектическую, нематическую или холестерическую и только после этого в жидкую фазу. Находясь в нематической фазе, такое соединение селективно разделяет геометрические изомеры ароматического ряда. Примеры соответствующих разделений даны в табл. 4.8. [c.128]

Скорость полимеризации в смектической и нематической формах жидких кристаллов возрастает в 5—6 раз по сравнению с жидкофазной полимеризацией в растворе в тех же условиях. Скорость полимеризации не изменяется вплоть до 60—70%-ной конверсии. Порядок реакции полимеризации в смектической форме составил 0,7, а в нематической — 0,6. Увеличение скорости полимеризации в жидких кристаллах сопровождается образованием полимера высокого молекулярного веса, превышающего на порядок молекулярный вес полимера, полученного в жидкой фазе. [c.109]

Исследуя мезогенные соединения, Майер и Заупе пришли к выводу, что для образования жидкокристаллического состояния наличие собственного дипольного момента не обязательно. Авторы работы [3] предложили молекулярно-статистическую теорию для нематических жидких кристаллов, учитывающую межмолекуляр-ное взаимодействие, обусловленное собственными ди-польными моментами, однако вклад этого вида взаимодействия, по мнению Демуса [15], очень мал. В то же время, сопоставляя известные к настоящему времени жидкокристаллические соединения, можно увидеть, что не обладающие дипольным моментом соединения чаще всего образуют смектические фазы, как, например, в случае 4,4 -диалкил- -терциклогексанов или 4,4 -диалкил-л-терфенилов [11]. При введении в молекулу полярных заместителей, обусловливающих появление дипольного момента, повышается температура фазовых переходов. При этом часто расширяется интервал мезофазы [c.15]