液晶という 名前はまだ多くの人にとって珍しいかもしれませんが、これらの物質が一般的な材料に使用されることは決して珍しいことではありません。私たちの日常生活では、単純な携帯電卓から高い画像生成能力を備えたテレビに至るまで、モニターなどのいくつかのデバイスが操作に液晶を使用しています。
液晶の化学は比較的単純で説明が簡単です。これらは通常、チューブに似た長い分子です。これらの分子が液相にあるとき、それらの方向は確立されておらず、つまり、それらの動作はランダムです。結晶と呼ぶことができる液相を構成するとき、その分子はすでに特定の分子組織を示しています。それで液晶があるんですね。
液晶は、特定の分子構成の下で、以下の図に見られるように、基本的にその構成分子の特定の配向に応じて、 ネマチック 、 スメクチック 、または コレステリック に分類できます。
液晶のさまざまな構造。
- ネマチック液晶: このタイプの配向では、分子は平行に、つまり最長軸に沿って整列します。この構造では、分子の側面部分に関する組織化はありません。それは、誰かが互いに整列していないペンの束を持っているようなものです。
- スメクチック液晶: このタイプの配向では、ネマチック液晶に見られる平行配向に加えて、分子の末端に関してより大きな組織化も行われます。上の例では、ペンは先端とより整列します。このタイプの液晶では、分子の特性が大きく変化することなく、分子が互いに垂直に配列したり、分子の積層層に対して傾斜したりすることさえあります。
- コレステリック液晶: コレステリック液晶は、ネマティック モデルに従って、軸に沿った分子配列を示します。違いは、層状の組織があり、各平面で分子が相互にねじれていることです。コレステロールの誘導体の多くがこの構造を採用しているため、この名前はコレステロールに由来しています。
コレステリック液晶は、その性質上、より多くの応用可能性を持っています。らせん状の分子組織により、温度と圧力の変化によって層の順序が変化し、その結果、色が変化することが可能となるからです。したがって、温度を監視するために使用することができ、一部の温度計はそのような分子を動作原理として使用しています。
参考文献:
アトキンス、ピーター。ロレタ・ジョーンズ。化学の原理: 現代生活と環境への疑問、ポルト アレグレ: ブックマン、2001 年。
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