Kristal cecair

Ciri-ciri hablur cecair

Keadaan perantaraan antara pepejal dan cecair – mesophases – dipanggil kristal cecair. Zarah mereka mempunyai bentuk memanjang atau berbentuk cakera. Kristal cecair ditemui pada tahun 1888 oleh ahli botani Jerman F. Reinitzier. Dia sedang mengkaji sebatian yang dipanggil kolesterol benzoat. Semasa memanaskan bahan ini, dia memerhatikan peralihan kristal pepejal menjadi cecair keruh. Peningkatan suhu seterusnya menghasilkan cecair jernih. Penyelidikan seterusnya oleh Reinitzier dan penyelidik lain memfokuskan kepada ciri-ciri keadaan peralihan yang terhasil, iaitu kristal cecair. Kristal cecair, disebabkan oleh susunan molekulnya, dibahagikan kepada:

• Fasa smectic, S – molekul disusun dalam lapisan berturut-turut. Kapak mereka selari antara satu sama lain.
• Fasa kolesterik, D – sama dengan fasa smectic, paksi adalah selari antara satu sama lain. Zarah-zarah itu disusun dalam lajur.
• Fasa nematik, N – molekul yang bergerak bebas, menyelaraskan diri mereka dalam arah tertentu dalam ruang. Dalam kes nematik, pusat graviti mereka tidak teratur.

Hablur cecair menggabungkan ciri-ciri kedua-dua cecair (keupayaan untuk mengalir) dan pepejal (organisasi struktur). Keadaan ini dikekalkan dalam kes bahan tertentu, hanya dalam julat suhu tertentu. Di bawah pengaruh walaupun sedikit perubahan dalam arus atau suhu elektrik, strukturnya berubah. Fasa kristal cecair mempunyai sifat optik yang sangat baik. Mereka mempamerkan dichroism linear dan bulat.

Kaedah mendapatkan kristal cecair

Fasa kristal cecair mungkin hanya untuk bahan yang molekulnya mempunyai struktur yang betul – bentuk anisotropik kuat, amphifilicity. Ia dicipta dalam sistem tunggal dan berbilang komponen. Faktor utama yang menentukan mendapatkan hablur cecair ialah perubahan suhu secara beransur-ansur. Ia mempunyai pengaruh yang besar pada susunan fasa yang muncul satu demi satu. Urutan ini boleh dibentangkan seperti berikut: kristal – smectic – nematik – kolesterik – cecair isotropik. Salah satu cara untuk mendapatkan hablur cecair adalah dengan memanaskan bentuk hablur pepejal bahan tertentu. Kristal yang terhasil dipanggil mesophase termotropik. Meningkatkan suhu tidak mencairkan bahan pepejal serta-merta, tetapi ia mengubah bentuk kristalnya menjadi bentuk kristal cecair. Pemanasan selanjutnya akan membawa kepada cecair. Cara lain ialah melarutkan molekul yang diketahui wujud dalam fasa kristal cecair dalam pelarut yang sesuai. Kristal sedemikian dipanggil mesophase lyotropic.

Penggunaan kristal cecair

Tidak dinafikan, kristal cecair paling kerap dikaitkan dengan paparan. LCD (paparan kristal cecair) menggunakan fenomena birefringence optik. Sel-sel di mana kristal cecair tertanam disambungkan oleh elektrod. Mengawal voltan yang terhasil membolehkan molekul disusun untuk mendapatkan kesan cahaya biasan. Mencampurkan kristal cecair dengan pewarna menghasilkan (bergantung kepada orientasi molekul) penyerapan cahaya dengan panjang gelombang yang berbeza dan ia menjadi mungkin untuk mendapatkan imej warna. Berbanding dengan model tiub sinar katod, skrin LCD hanya boleh beroperasi pada resolusi maksimumnya dalam resolusi sebenar. Ini dipaksa oleh bilangan piksel tetap. Selain itu, ia tidak mempunyai kesan kelipan kerana kadar penyegaran yang lebih rendah. Kelebihan yang tidak diragukan daripada skrin kristal cecair juga termasuk penggunaan kuasa yang lebih rendah, penghasilan medan magnet yang lebih lemah, dan kesan yang kurang berbahaya pada penglihatan. Skrin LCD juga digunakan dalam instrumen penerbangan, kalkulator dan jam tangan elektronik. Kegunaan lain hablur cecair:

• Sebagai bahan tambahan kepada cat dan emulsi mereka menunjukkan keupayaan untuk menukar warna di bawah pengaruh suhu (tingkap kereta berwarna, mainan yang berubah warna semasa mandi).
• Krim dengan kristal cecair semakin popular. Mereka menghalang kehilangan air dari epidermis.
• Kristal cecair digunakan dalam beberapa termometer. Mereka menggunakan perubahan warna cahaya yang dipantulkan bergantung pada suhu. Ciri serupa digunakan dalam pengesan suhu.
• Penyelesaian yang menarik ialah penggunaan kristal cecair sebagai get logik. Ia digunakan dalam optoelektronik, di mana apa yang dipanggil fenomena bukan linear digunakan.