ZhK_Prezentatsia_1

Принципиальное различие между кристаллической ЖК упорядоченностью: позиционная и ориентационная упорядоченность

Фридрих Рейнитцер
Отто Леман

Конец 19 века, Ф. Рейнитцер: влияние эфиров холестерина на рост и развитие растений – порочная идея.
Холестерилбензоат плавится в 2 стадии:1) мутная жидкость; 2) прозрачный расплав.
Под микроскопом мутная жидкость – как
двухфазная система: фон + маслянистые
бороздки

О. Леман: термин «жидкие кристаллы»
Но понимал как монокристаллики, плавающие в однородном расплаве
На самом деле – ориентационная упорядоченность

Картина, наблюдаемая Рейнитцером и Леманом в поляризационном микроскопе
Структурная формула холестерилбензоата и диаграмма, иллюстрирующая температурную область существования ЖК-фазы

КЛАССИФИКАЦИИ
ЖК: термотротные и лиотропные
Термотропные: изофаза – индивидуальное вещество
Лиотропные – изофаза – раствор
Примеры лиотропных ЖК: монослой амфифильных молекул, липидный бислой. Значение для биологии и электроники
Варианты классификации термотропных ЖК: нематические и смектические (де Же В. Физические свойства жидкокристаллических веществ.М.: Мир, 1982)
Среди нематиков выделяются хиральные (спиральные) ЖК

Другой вариант классификации термотропных ЖК (Чандрасекар С. Жидкие кристаллы.М.:Мир, 1980.)
Нематические, холестерические (= нематические хиральные), смектические
Нема (гр) – нить
Смегма (гр.) - мыло

Схематическое представление структуры нематической мезофазы
Структурная формула МББА (метоксибинзилиден-n-бутиленилина) и температурная область существования ЖК-фазы
Структурная формула ППА (n-азоксианизола).
Нематическая мезофаза существует при 116°С -136°С.

Схематическое представление структуры нематической мезофазы
Пример холестерика Структурная формула холестирилциннамата, жидкокристаллическое состояние в интервале температур 156-197°С

Структурная формула ЭАБ. Смектик А при 114°С - 120°С.
Структура смектиков А – директор направлен по нормали к слою (а) и нехиральных смектиков С – директор составляет угол с нормалью к слою (б)

Структурная формула смектика С п-фенил-4 (4'-н-децилоксибензилиденамино) циннамата.
Структура смектиков А (а) и нехиральных смектиков С (б)

Схематическое изображение строения смектика В – директор направлен по нормали к слою, псевдогексагональная упаковка в слое (если не по нормали – G)
Структурная формула 4,4′-этоксибензилиденаминоэтилциннамата

Еще два типа смектических фаз
Смектик Е: директор по нормали к слою, упаковка «в елочку»
Смектик Н: директор составляет угол с нормалью, упаковка «в елочку»

Дискотические жидкие кристаллы

Полиморфизм ЖК
СМЕКТИК→ХОЛЕСТЕРИК→НЕМАТИК

Таблица 1.1 Полимезоморфизм жидких кристаллов. Здесь И – изотропная жидкость, Т – твердый кристалл, Н – нематик, Х – холестерик, А,С,В – смектики А,С,В соответственно

Вклад российских исследователей
Фредерикс Всеволод Константинович

Всеволод Константинович Фредерикс (13.04.1885—06.01.1944) — русский физик и геофизик, основатель школы молекулярной физики полимеров и жидких кристаллов Санкт-Петербургского Государственного университета[.
Им открыты переход Фредерикса
В историю мировой физики В. К. Фредерикс вошел как учёный, совмещавший возвышенное экспериментальное искусство и полный интерес к фундаментальным проблемам физики.

Ви́ктор Никола́евич Цветко́в (1910—1999) — советский химик и физик. Член-корреспондент АН СССР c 26 ноября 1968 года по Отделению общей и технической химии (химия высокомолекулярных соединений).

Значение ЖК
Термотропные – устройства отображения информации (дисплеи)
Лиотропные – биологические системы (мембраны)

Эпитропные ЖК
Жидкокристаллический порядок в полимерах