Тема 6. Жидкие кристаллы

1. Тема 6. Жидкие кристаллы §6.1. Общие свойства

2. Жидкие кристаллы – вещества в состоянии, промежуточном между твердым кристаллическим и изотропным жидким. (Мезофазы, анизотропные жидкости) Историческая справка: ЖК открыты в 1888 г. австрийским ботаником Ф. Рейнитцером, а затем описаны немецким кристаллографом Ф. Леманом. Обладают и свойствами жидкости:текучесть, и свойствами кристалла:анизотропия, двойное лучепреломление,..

3. Способы образования ЖК 1. Термотропные ЖК: промежуточная фаза (мезофаза) между кристаллическим и жидким состоянием при плавлении кристалла. 2. Лиотропные ЖК: растворы твердых органических соединений в растворителях (например, в воде). Пример лиотропных ЖК – мыльные растворы.

4. |L| = 1 L L и - L – эквивалентны Стержнеобразные молекулы директор Дискообразные молекулы

5. Тема 6. Жидкие кристаллы §6.2. Структура и классификация фаз. Нематики. Смектики. Холестерики

6. L Нематики (греч. νημα – нить)

7. Доменная структура нематиков домены: ~ 0,01 – 0,1мм хаотическое распределение доменов:

8. L L текучесть упругость Смектики (греч. σμηγμα – мыло) z x y z b x y

9. L L L L L h/2 Холестерики τ h = 2πτ /φ τ– толщина слоя (~ поперечный размермолекул) Шаг спирали: φ– дискретный угол поворота директора (молекул соседних слоев)

10. Тема 6. Жидкие кристаллы §6.3. Управление директором. Эффект Фредерикса

11. F F E Эффект Фредерикса в электрическом поле В.К.Фредерикс и В.Н.Цветков – советские ученые, в 30-е годы впервые исследовали необычные электрические и оптические свойства ЖК.

12. L L F F E E E Эффект Фредерикса в электрическом поле В.К.Фредерикс и В.Н.Цветков – советские ученые, в 30-е годы впервые исследовали необычные электрические и оптические свойства ЖК. 1 2 Эффект Фредерикса имеет пороговый характер: переориентация директора происходит при условии Мкрут.эл ≥ Мкрут.упруг

13. Влияние магнитного поля на молекулы жидкого кристалла N S Включение магнитного поля

14. Влияние магнитного поля на молекулы жидкого кристалла N S Магнитное поле включено Магнитное поле отсутствует

15. Тема 6. Жидкие кристаллы §6.4. Организация тотальной ориентации нематика. Твист-ориентация

16. Доменная структура нематиков домены: ~ 0,01 – 0,1мм хаотическое распределение доменов:

17. Организация тотальной ориентации 10 – 100 мкм 10 – 100 нм

18. Организация твист-структуры

19. Тема 6. Жидкие кристаллы §6.5. Индикаторы и дисплеи на жидких кристаллах

20. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 + ЖК - индикатор свет поляризатор твист-ориенти-рованный ЖК анализатор зеркало

21. ЖК - дисплеи Для черно-белых экранов – эффект Фредерикса (с поляризаторами) Дляцветных экранов– эффект «гость-хозяин»(поляризаторы не нужны) Эффект «гость-хозяин» Е информационные импульсы (одновременно) ЖК-матрица («хозяин») молекулы красителя («гость») дихроизм красителя (двухцветность) возбуждающий импульс (поочередно)

22. Тема 6. Жидкие кристаллы §6.6. Применение смектиков и холестериков

23. L L текучесть упругость Смектики (греч. σμηγμα – мыло) z x y z x y

24. Лазерное «перо», ультразвуковой «рентген» 1 2 3

25. L L L L L h/2 Холестерики τ h = 2πτ /φ τ– толщина слоя (~ поперечный размермолекул) Шаг спирали: φ– дискретный угол поворота директора (молекул соседних слоев)

26. E h/2 h/2 h/2 h = 2πτ /φ Шаг спирали: τ– толщина слоя, φ–угол поворота директора h = h(E) λотраж = λ(E) h = h(T) λотраж = λ(Т)

27. Конец темы