ВИСНОВКИ
Рідкі кристали — речовини, що володіють одночасно властивостями як рідин (текучість), так і кристалів (анізотропія). По структурі рідкі кристали є рідинами, схожими на желе, що складаються з молекул витягнутої форми, певним чином впорядкованих у всьому об'ємі цієї рідини. Найбільш характерною властивістю рідких кристалів є їх здатність змінювати орієнтацію молекул під впливом електричних полів, що відкриває широкі можливості для вживання їх в промисловості.
По своїх загальних властивостях рідкі кристали можна розділити на дві великі групи:
1. термотропні рідкі кристали, що утворюються в результаті нагрівання твердої речовини, і що існують в певному інтервалі температур і тисків;
2. ліотропні рідкі кристали, що представляють собою двох або більш компонентні системи, що утворюються в сумішах стержневидних молекул даної речовини і води (або інших полярних розчинників). Ці стержневидні молекули мають на одному кінці полярну групу, а більша частина стержня є гнучким гідрофобним вуглеводневим ланцюгом. Такі речовини називаються амфіфілами.
Термотропні рідки кристали підрозділяються на три великі класи:
1. Нематичні рідкі кристали. У цих кристалах відсутній далекий порядок в розташуванні центрів тяжіння молекул, у них немає шаруватої структури, їх молекули ковзають безперервно у напрямі своїх довгих осей, обертаючись довкола них, але при цьому зберігають орієнтаційний порядок: довгі осі направлені уздовж одного переважного напряму. Вони поводяться подібно до звичайних рідин. Нематичні фази зустрічаються лише в таких речовинах, в молекул яких немає відмінності між правою і лівою формами, їх молекули тотожні своєму дзеркальному зображенню (ахиральні).
2. Смектичні рідкі кристали мають шарувату структуру, шари можуть переміщатися один відносно одного. Товщина смектичного шару визначається довжиною молекул (переважно, довжиною парафінового «хвоста»), проте в'язкість смектиків значно вище чим в нематиків і щільність по нормалі до поверхні шару може сильно мінятися.
3. Холестеричні рідкі кристали — утворюються, в основному, з'єднаннями холестерину і інших стероїдів. Це нематичні рідкі кристали, але їх довгі осі повернені один відносно одного так, що вони утворюють спіралі, дуже чутливі до зміни температури унаслідок надзвичайно малої енергії утворення цієї структури (порядка 0,01 Дж/міль). Холестерики яскраво забарвлені і щонайменша зміна температури (до тисячних доль градуса) наводить до зміни кроку спіралі і, відповідно, зміни забарвлення рідкого кристала.
У рідких кристалів незвичайні оптичні властивості. Нематики і смектики — оптично одноосні кристали. Холестерики внаслідок періодичної будови сильно відображають світло у видимої області спектру. Оскільки в нематиках і холестериках носіями властивостей є рідка фаза, то вона легко деформується під впливом зовнішньої дії, а оскільки крок спіралі в холестериках дуже чутливий до температури, то, отже, і віддзеркалення світла різко міняється з температурою, наводячи до зміни кольору речовини.
Ці явища широко використовуються в різних застосуваннях, наприклад, для знаходження гарячих крапок в мікроланцюгах, локалізації переломів і пухлин у людини, візуалізації зображення в інфрачервоних променях і інше. Всі форми життя так чи інакше пов'язані з діяльністю живої клітини, багато структурних ланок якої схожі на структуру рідких кристалів. Володіючи чудовими діелектричними властивостями, рідкі кристали утворюють внутріклітинні гетерогенні поверхні, вони регулюють взаємини між кліткою і зовнішнім середовищем, а також між окремими клітками і тканинами, повідомляють необхідну інертність складовим частинам клітки, захищаючи її від ферментативного впливу.
Таким чином, встановлення закономірностей поведінки рідких кристалів відкриває нові перспективи в розвитку молекулярної біології.
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
Книги
1. Чистяков И.Г., Жидкие кристаллы, М., 1966
2. Беляков В.А., Жидкие кристаллы, М.: Знание, 1986
3. Сонин А.С., Введение в физику жидких кристаллов, М., 1983
4. Пикин С.А., Структурные превращения в жидких кристаллов, М., 1981