Жидкие кристаллы

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 27 Марта 2013 в 19:00, реферат

Краткое описание

Более 100 лет назад (1888 г.) ученые обнаружили, что вещества в жидкокристаллическом состоянии обладают текучестью, как обычные жидкости, и в то же время их оптические свойства поразительно похожи на свойства твердых кристаллов.
Много позже стала ясна физическая причина существования четвертого состояния вещества и его основное условие, которое заключается в том, что молекулы должны иметь не сферическую, а, например, вытянутую форму в одном направлении или заметно уплощенную. В этих случаях атомы в молекулах располагаются в основном либо вдоль определенной линии, либо в выделенной плоскости

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3
1. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ДИПОЛИ И ВОЗМОЖНОСТЬ ИХ УПОРЯДОЧЕНИЯ 5
2. ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ. СИММЕТРИЯ 7
3. СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СМЕСИ 9
4. ОСОБЫЕ СВОЙСТВА ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКОВ 11
5. СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ ПОЛИМЕРЫ 12
6. РОЛЬ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ В ФИЗИКЕ И ТЕХНИКЕ 13
Список литературы 16

Прикрепленные файлы: 1 файл

РЕФЕРАТ ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ.doc

— 127.00 Кб (Скачать документ)

 

 

 

 

 

 

 

6. Роль жидкокристаллического состояния в физике и технике

Интерес к частично упорядоченным  системам вообще и к системам с  пониженной размерностью в частности  весьма характерен для современного естествознания. Достаточно упомянуть  аморфные полупроводники или квазиодномерные структуры органических металлов. Жидкие кристаллы открывают возможность детального исследования эффектов, связанных с “вымораживанием” тех или иных степеней свободы [ 1 ].

Так, например, при плавлении  обычного кристалла в изотропную жидкость кристалл теряет устойчивость одновременно по всем трансляционным и ориентационным степеням свободы. Используя жидкие кристаллы, этот сложный процесс можно “разложить по полочкам” и исследовать целый набор фазовых переходов по очереди. Это и происходит сейчас на самом деле: изучение переходов между различными жидкокристаллическими фазами занимает одно из центральных мест в физике кристаллов.

Большой интерес к  частично упорядоченным системам проявляется  также в спектроскопии, где появилась  возможность изучать эффекты  анизотропии межмолекулярных взаимодействий. То же самое можно сказать  и об изучении различных эффектов переноса (энергии, заряда, различных элементарных возбуждений).

Жидкие кристаллы открывают  интересную возможность моделирования  самых различных явлений. Фазовые переходы между, скажем, нематическим и смектическим А состояниями имеют много общих черт с фазовыми переходами в сверхтекучем гелии. При этом роль квантовомеханической волновой функции сверхтекучей фазы, не наблюдаемой в экспериментах с гелием, играет здесь амплитуда волны плотности, которую можно определить из рентгеноструктурного анализа. Отмечаются также аналогии между поведением некоторых дефектов и диссипативных структур в жидких кристаллах с эффектом Джозефсена в сверхпроводниках и т.д. Интересные аналогии просматриваются также в поведении определенных дефектов в жидких кристаллах с теоретически предсказанными свойствами магнитных монополей [ 5 ].

Еще один аспект, возбуждающий интерес к жидким кристаллам, обусловлен наличием оптической анизотропии нематической фазы, являющейся трехмерной жидкостью. Оптическая анизотропия позволяет визуализировать сложные гидродинамические процессы, трудно наблюдаемые в обычных жидкостях. К тому же анизотропия электрических и вязкоупругих свойств жидких кристаллов сама по себе может стать причиной возникновения целого ряда новых гидродинамических и электрогидродинамических эффектов. Эти особенности жидкокристаллических фаз открывают возможность моделирования процессов возникновения упорядоченных диссипативных структур, автоволновых процессов, изучения общих принципов самоорганизации материи. Не менее важна и возможность изучения перехода от упорядоченных структур к хаосу, в частности от ламинарного течения жидкости к турбулентному [ 3 ].

Органические материалы  все шире внедряются в современную микро- и оптоэлектронику. Достаточно упомянуть фото- и электронорезисты, применяемые в литографическом процессе, лазеры на органических красителях, полимерные сегнетоэлектрические пленки. На наших глазах рождается молекулярная электроника, предполагающая использование молекулярных систем в самых различных функциональных элементах. Одним из классических примеров, подтверждающих данную тенденцию, являются жидкие кристаллы [ 1 ].

Нематические жидкие кристаллы сегодня не имеют конкурентов среди других электрооптических материалов с точки зрения энергетических затрат на их коммутацию. Оптическими свойствами жидкого кристалла можно управлять непосредственно с микросхем, используя мощность в диапазоне микроватт. Это - прямое следствие структурных особенностей жидких кристаллов.

В индикаторе часов, калькуляторов, электронных переводчиков или в  плоском жидкокристаллическом телевизионном  экране осуществляется один и тот  же основной процесс. Благодаря большой  анизотропии диэлектрической проницаемости довольно слабое электрическое поле создает заметный вращательный момент, действующий на директор (такой момент в изотропной жидкости не возникает). Из-за малой вязкости этот момент приводит к переориентации директора (оптической оси), чего не случилось бы в твердом веществе. И наконец, этот поворот приводит к изменению оптических свойств жидкого кристалла (двулучепреломлению, дихроизму) благодаря анизотропии его оптических свойств. В тех случаях, когда информацию нужно запомнить, например, при записи ее лазерным лучом, используют специфические вязкоупругие свойства смектической фазы А. Для оптоэлектрических устройств с памятью весьма перспективны также и жидкокристаллические полимеры.

Особо следует отметить возможности создания анизотропных оптических элементов, а также пиро-, пьезодатчиков и нелинейно-оптических материалов на основе гребнеобразных жидкокристаллических полимеров, сочетающих в себе структурную организацию жидких кристаллов (в том числе и спонтанную поляризацию) и механические свойства полимерных материалов.

      

Список литературы

 

  1. Блинов Л.М., Пикин С.А.   Жидкокристаллическое состояние вещества. -    М.: Знание, 1986. - 64 с. - (Новое в жизни, науке, технике. Сер. “Физика”; №6). 
  2. Блинов Л.М., Береснев Л.А.  Сегнетоэлектрические жидкие кристаллы. - Успехи физических наук, 1984, т.143, вып.3, стр.391.
  3. Веденов А.А.  Физика растворов. М.: Наука, 1984.
  4. Де Жен П. Физика жидких кристаллов. - Пер. с англ. под ред. А.Ф.Сонина. - М.: Мир, 1977.
  5. Сонин А.Ф.  Кентавры природы. - М.: Атомиздат, 1980.
  6. Пикин С.А., Блинов Л.М.  Жидкие кристаллы. - М.: Наука, 1982.
  7. Пиндак Р., Монктон Д.  Двумерные системы,  В кн.: Физика за рубежом. /Пер. с англ. М.: Мир, 1983, с.104.

1 Ориентационное упорядочение молекул (а - дискообразные молекулы, б - стержнеобразные молекулы)      [ 1, стр.4 ]


Информация о работе Жидкие кристаллы