액정

액정의 특성

고체와 액체 사이의 중간 상태인 중간상을 액정이라고 합니다. 그들의 입자는 길쭉하거나 원반 모양입니다. 액정은 독일 식물학자 F. Reinitzier가 1888년에 발견했습니다. 그는 콜레스테롤 벤조산염이라는 화합물을 연구하고 있었습니다. 이 물질을 가열하는 동안 그는 고체 결정이 탁한 액체로 변하는 것을 관찰했습니다. 온도를 더 높이면 투명한 액체가 됩니다. Reinitzier와 다른 연구자들의 후속 연구는 결과적인 전이 상태, 즉 액정의 특성에 초점을 맞췄습니다. 분자 배열로 인해 액정은 다음과 같이 나뉩니다.

• Smectic 상, S – 분자는 연속적인 층으로 배열됩니다. 그들의 축은 서로 평행합니다.
• 콜레스테릭 상, D – 스멕틱 상과 마찬가지로 축이 서로 평행합니다. 입자는 열로 배열됩니다.
• 네마틱 상, N – 자유롭게 움직이는 분자는 공간에서 특정 방향으로 정렬됩니다. 네마틱스의 경우 무게 중심이 정렬되어 있지 않습니다.

액정은 액체(흐르는 능력)와 고체(구조 조직)의 특성을 결합합니다. 이 상태는 특정 물질의 경우 특정 온도 범위에서만 유지됩니다. 전류 또는 온도의 약간의 변화에도 영향을 받아 구조가 변경됩니다. 액정상은 광학 특성이 매우 우수합니다. 선형 및 원형 이색성을 나타냅니다.

액정을 얻는 방법

액정상은 분자가 올바른 구조(강력한 이방성 모양, 양친매성)를 가진 물질에서만 가능합니다. 단일 및 다중 구성 요소 시스템에서 생성됩니다. 액정 획득을 결정하는 주요 요인은 점진적인 온도 변화입니다. 차례로 나타나는 단계의 순서에 큰 영향을 미칩니다. 이 순서는 다음과 같이 나타낼 수 있습니다. 결정 – 스멕틱 – 네마틱 – 콜레스테릭 – 등방성 액체. 액정을 얻는 한 가지 방법은 특정 물질의 고체 결정 형태를 가열하는 것입니다. 생성된 결정을 열방성 중간상이라고 합니다. 온도를 높이면 고체 물질이 즉시 녹는 것이 아니라 결정 형태가 액정 형태로 변합니다. 더 가열하면 액체가 됩니다. 또 다른 방법은 액정상에 존재하는 것으로 알려진 분자를 적합한 용매에 용해시키는 것입니다. 이러한 결정을 유방성 중간상(lyotropic mesophase)이라고 합니다.

액정의 사용

의심할 여지 없이 액정은 디스플레이와 가장 일반적으로 연관됩니다. LCD(액정 디스플레이)는 광학 복굴절 현상을 이용합니다. 액정이 내장된 셀은 전극으로 연결됩니다. 결과 전압을 제어하면 빛을 굴절시키는 효과를 얻기 위해 분자를 배열할 수 있습니다. 액정과 염료를 혼합하면 (분자의 방향에 따라) 다른 파장의 빛을 흡수하여 컬러 이미지를 얻을 수 있습니다. 음극선관 모델과 비교할 때 LCD 화면은 실제 해상도에서 최대 해상도로만 작동할 수 있습니다. 이것은 고정된 수의 픽셀에 의해 강제됩니다. 또한 재생 빈도가 낮기 때문에 깜박임 효과가 없습니다. 액정 스크린의 의심할 여지가 없는 이점에는 낮은 전력 소비, 약한 자기장 생성, 시력에 미치는 유해한 영향 감소도 포함됩니다. LCD 화면은 항공 계기, 계산기 및 전자 시계에도 사용됩니다. 액정의 다른 용도:

• 페인트 및 에멀젼의 첨가제로서 온도의 영향으로 색상이 변하는 능력을 보여줍니다(착색된 자동차 창, 목욕 중 색상이 변하는 장난감).
• 액정 크림이 인기를 얻고 있습니다. 그들은 표피에서 수분 손실을 방지합니다.
• 액정은 일부 온도계에 사용됩니다. 온도에 따른 반사광의 색상 변화를 이용합니다. 유사한 기능이 온도 감지기에 사용됩니다.
• 흥미로운 해결책은 액정을 논리 게이트로 사용하는 것입니다. 그들은 소위 비선형 현상이 사용되는 광전자 공학에 적용됩니다.