Що таке рідкі кристали
Рідкі кристали міцно і надовго увійшли в наше повсякденне життя: вони використовуються в дисплеях мобільних телефонів, комп’ютерів, в електронному годиннику, калькуляторах і це лише частина їх застосування. Як було виявлено рідкокристалічний стан і в чому ж його унікальність?
Рідкі кристали були відкриті в 1888 році австрійським ботаніком Ф. Рейніцером. Він звернув увагу на те, що деякі види кристалів мають дві точки плавлення, що означає, що є два різних рідких стани, в одному з яких речовина прозора, а в іншому – каламутна. Однак вчені не приділяли великої уваги незвичайним властивостям цих рідин. Довгий час фізики та хіміки не визнавали рідких кристалів, оскільки їх існування зруйнувало теорію трьох станів речовини: твердого, рідкого та газоподібного. Вчені відносили рідкі кристали або до колоїдних розчинів, або до емульсій.
Наукові докази був надані професором університету Карлсруе Отто Леманном після багаторічних досліджень, але навіть після написаної у 1904 р. Книги «Рідкі кристали» відкриття не можна було використати.
У 1963 році американець Дж. Фергюсон використав найважливішу властивість рідких кристалів – змінювати колір під впливом температури – для виявлення невидимих людському оку теплових полів. Після того, як йому дали патент на винахід, інтерес до рідких кристалів різко зріс.
У 1965 р. у Сполучених Штатах відбулася Перша міжнародна конференція з рідких кристалів. У 1968 році американські вчені створили принципово нові показники для систем зображення інформації. Принцип їх дії заснований на тому, що молекули рідких кристалів, перетворюючись в електричному полі, по-різному відбивають і передають світло. Під впливом напруги, прикладеної до провідників, припаяних до екрану, на ньому з’явилося зображення, що складається з мікроскопічних точок. І все ж, лише після 1973 року, коли група англійських хіміків на чолі з Джорджем Грієм синтезувала рідкі кристали з відносно дешевої та доступної сировини, ці речовини широко використовувались у різних пристроях.
Одне з важливих застосувань рідких кристалів – термографія. Вибираючи склад рідкокристалічної речовини, створюють показники для різних діапазонів температур і для різних конструкцій. Наприклад, рідкі кристали в вигляді плівки наносять на транзистори, інтегральні схеми й друковані плати електронних схем. Дефектні елементи – дуже гарячі або холодні, поламані – відразу помітні яскравими кольоровими плямами. Лікарі отримали нові можливості: рідкокристалічний індикатор на шкірі пацієнта швидко діагностує приховане запалення і навіть пухлину.
За допомогою рідких кристалів виявляються пари шкідливих хімічних сполук та гамма та ультрафіолетове випромінювання, небезпечні для здоров’я людини. На основі рідких кристалів створені вимірники тиску, детектори ультразвуку. Але найбільш перспективною сферою застосування рідкокристалічних речовин є інформаційні технології. Лише кілька років минуло від перших знайомих всім електронних годинників до електронних годинників до кольорових телевізорів з рідкокристалічним екраном розміром з листівку. Такі телевізори створюють зображення дуже високої якості, споживаючи незначну кількість енергії з невеликого акумулятора.
