Нематикалық смектикалық және холестеринді сұйық кристалдардың арасындағы негізгі айырмашылық олардың құрылымы болып табылады. Нематикалық сұйық кристалдарда молекулалардың реттелген құрылымы жоқ, ал смектикалық сұйық кристалдар қабаттасқан молекулалық құрылымға ие, ал холестеринді сұйық кристалдарда молекулалар бұралған және хиральды орналасады.
Сұйық кристалдар терминін кәдімгі сұйықтар мен қатты кристалдардың қасиеттері арасындағы қасиеттері бар зат фазасы ретінде анықтауға болады. Мысалы, сұйық кристалл сұйық сияқты ағуы мүмкін, бірақ сұйық кристалдың молекулалары кристалдық табиғатта бағытталған. Сұйық кристалдар пайда болуы мүмкін үш негізгі фаза бар: термотропты сұйық кристалдар, лиотропты сұйық кристалдар және металлотропты сұйық кристалдар. Термотропты сұйық кристалдардың да бірнеше түрі бар. Бұл түрлерге нематикалық кристалдар, смектикалық кристалдар, хиральды фаза немесе бұралған нематикалар, дискотикалық фаза және конустық фазалар жатады.
Нематикалық сұйық кристалдар дегеніміз не?
Нематикалық сұйық кристалдар – сұйық кристалдардың кең тараған түрлерінің бірі. «Нематикалық» термині грек тілінен шыққан, ол «жіп» дегенді білдіреді. Себебі бұл термин ағындар ретінде пайда болатын топологиялық ақаулардан туындаған. Әдетте, нематикадағы бұл топологиялық ақаулар дисклинациялар деп аталады. Сонымен қатар, нематиктер "кірпі" топологиялық ақаулар деп аталатын ақау түрін көрсетеді.
Әдетте, нематикалық фазада позициялық реті жоқ каламиттік немесе таяқша тәрізді органикалық молекулалар болады. Бірақ бұл молекулалар бір-біріне параллель болатын ұзын осьтері бар ұзақ қашықтыққа бағытталған тәртіпке ие болу үшін өздігінен тураланады. Демек, бұл фазадағы молекулалар еркін ағып кетеді, ал бұл молекулалардың массалар центрі сұйықтыққа ұқсас кездейсоқ таралуға бейім. Дегенмен, бұл молекулалар қатты фазаға ұқсас ұзақ мерзімді бағыт тәртібін сақтауға бейім.
Нематикалық фазалар көбінесе бір осьті. Бұл молекулалардың ұзын бір осі («директрикс» деп аталады) бар дегенді білдіреді. Бұл қолайлы ось, ал қалған екі ось бір-біріне эквивалентті және біз оларды цилиндрлер немесе өзектер ретінде жақындата аламыз. Сонымен қатар, ұзын осінде бағдары бірдей ғана емес, сонымен қатар олар қосалқы ось бойымен бағдарлауға бейім екі осьті нематика болуы мүмкін.
Нематикалық фазаның молекулалары кәдімгі изотропты сұйықтықтағы сұйықтыққа ұқсас сұйықтықты көрсетеді. Дегенмен, біз сыртқы магниттік немесе электр өрісін қолдану арқылы осы фазадағы молекулаларды оңай теңестіре аламыз. Бұл молекулалар ретке келтірілгенде, нематикалық фаза бір осьті кристалдардың оптикалық қасиеттерін көрсетеді, сондықтан бұл фазалар сұйық кристалды дисплейлерде өте пайдалы.
Смектикалық сұйық кристалдар дегеніміз не?
Смектикалық сұйық кристалдар - бір-бірінің үстінен сырғуға қабілетті молекулалардың жақсы анықталған қабаттары бар сұйық кристалдардың бір түрі. Бұл әрекет сабын беретін сырғымалы әсерлерге ұқсас. Сонымен қатар, смектикалық сұйық кристалдар нематикалық сұйық кристалдарға қарағанда төмен температурада пайда болады. Смектика термині латынның «smectius» сөзінен шыққан, ол «тазалау» дегенді білдіреді; басқаша айтқанда, сабын тәрізді қасиеттердің болуын білдіреді. Демек, смектикалық фаза бір бағытта ретімен орналасады.
01-сурет: сол жақта смектикалық А фазасы және оң жақта смектикалық C фазасы
Смектикалық А фазасы және смектикалық С фазасы сияқты екі түрлі смектикалық фазаны байқауға болады. Смектикалық А фазасы қалыпты қабатпен бірге бағытталған молекулаларға ие, ал смектикалық С оның молекулалары одан алшақтайды. Сонымен қатар, фазаның бұл түрі қабаттар ішінде сұйықтық түрінде көрінеді. Дегенмен, позициялық және бағдарлық тәртіптің түрі мен дәрежесіне сәйкес бір-бірінен ерекшеленетін смектикалық фазалардың көптеген әртүрлі түрлері болуы мүмкін.
Холестеринді сұйық кристалдар дегеніміз не?
Холестерлі сұйық кристалдар – тек хиральды молекулалардан тұратын сұйық кристалдардың бір түрі. Фазаның бұл түрі хиральдылықты көрсетеді. Көбінесе бұл фаза хиральділігіне байланысты хиральды фаза немесе бұралған нематикалық фаза деп атаймыз. Холестерик термині заттың бұл фазасы холестерин туындыларында алғаш рет пайда болған алғашқы бақылауынан шыққан. Молекулярлық осі жетекшіге параллель болатын бағыттаушыға перпендикуляр болатын молекулалардың бұралуын көрсететін фазаның бұл түрін байқауға болады.
02-сурет: холестерол фазасы
Молекулалардың асимметриялы қаптамасына байланысты бұл фазадағы көрші молекулалар арасында шекті бұралу бұрышы бар. Қаптаманың бұл түрі ұзағырақ хиральды тәртіпті тудырады. Әдетте, біз сұйық кристалдардың қасиеттеріне қатысты хиральды қадамды немесе "p" ды анықтаймыз, мұнда ол сұйық кристалл молекулаларының толық шеңбер бойымен бұралуынан (360 градусқа бұралу) өтетін қашықтықты білдіреді.
Нематикалық смектикалық және холестерол сұйық кристалдарының арасындағы айырмашылық неде?
Нематикалық, смектикалық және холестериялық фазалар термотропты сұйық кристалдардың астына түсетін заттың үш түрлі фазасы. Нематикалық смектикалық және холестеролды сұйық кристалдардың негізгі айырмашылығы - нематикалық сұйық кристалдарда молекулалардың реттелген құрылымы жоқ, ал смектикалық сұйық кристалдарда қабатталған молекулалық құрылым болады, ал холестерол сұйық кристалдарында бұралған және хиральды орналасудағы молекулалар болады.
Төменде кесте түріндегі нематикалық смектикалық және холестеринді сұйық кристалдар арасындағы айырмашылықтың қысқаша мазмұны берілген.
Қорытынды – Нематикалық Смектика және Холестеринді сұйық кристалдар
Нематикалық, смектикалық және холестериялық фазалар термотропты сұйық кристалдардың астына түсетін заттың үш түрлі фазасы. Нематикалық, смектикалық және холестеролды сұйық кристалдардың негізгі айырмашылығы нематикалық сұйық кристалдарда молекулалардың реттелген құрылымы жоқ, ал смектикалық сұйық кристалдарда қабаттық молекулалық құрылым болады, ал холестерол сұйық кристалдарында молекулалар бұралған және хиральды орналасады.
