Підручник Фізика 8 клас - Т.М. Засєкіна - Оріон 2017 рік

Розділ 1 ТЕПЛОВІ ЯВИЩА. ТЕПЛОВІ МАШИНИ ТА МЕХАНІЗМИ

§ 24 Рідкі кристали

Ви дізнаєтесь

- Про особливі різновиди речовин

Пригадайте

- Характеристики речовин, що перебувають у твердому й рідкому агрегатному станах

Рідкі кристали та їх властивості. Наприкінці XIX ст. вчені відкрили речовини, які в певному температурному інтервалі можуть перебувати в проміжному агрегатному стані, який є подібним як до твердого, так і до рідкого. Ці речовини називають рідкими кристалами, а проміжний стан, у якому вони перебувають, — рідкокристалічним. У таких речовин дальній порядок у розташуванні молекул спостерігається лише в одному напрямі, а в двох інших напрямах є тільки близький порядок. Тобто речовини мають ніби ниткоподібну структуру (мал. 78). Хоча ці речовини плинні подібно до звичайних рідин, проте їм властива наявність значних сил міжмолекулярної взаємодії, тому вони зберігають сталим свій об’єм.

Рідкі кристали мають анізотропію фізичних властивостей так само, як тверді кристали.

Для кожної рідкокристалічної речовини є певний інтервал температур, за якого вона може існувати, оскільки значне підвищення температури спричиняє руйнування порядку в орієнтації молекул, і рідкий кристал перетворюється на звичайну рідину.

Використання рідких кристалів. Завдяки поєднанню властивостей твердих кристалів і рідин рідкокристалічним тілам властива висока чутливість до зовнішніх впливів (температури, тиску, електричного й магнітного полів). Тому їх використовують у різних електронних приладах і датчиках. Крім того, оскільки під впливом електричного поля деякі рідкі кристали змінюють колір, їх широко застосовують при виготовленні дисплеїв електронних годинників, комп'ютерів, термометрів, плоских екранів телевізорів і в багатьох інших сучасних електронних технічних та побутових приладах і пристроях (мал. 79 ).

Мал. 78. Особливості розташування молекул рідкокристалічних тіл: а — смектичний порядок; б — нематичний порядок; в — холестеричний порядок.

Рідкі кристали нині інтенсивно досліджують у багатьох наукових закладах як унікальні матеріали для сучасних електричних пристроїв. Рідкі кристали надзвичайно цікаві та дивовижні. Наразі відомо понад десять тисяч органічних сполук, які є рідкими кристалами, і вивчено понад 3000 речовин, що утворюють рідкі кристали. До них належать речовини біологічного походження, наприклад, ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота), що несе код спадкової інформації, і речовина мозку. Подальші дослідження цих речовин не тільки розширюють їх застосування, а й допомагають проникнути в таємниці біологічних процесів.

Одним з напрямів, над якими працюють фахівці з рідких кристалів, є розроблення гнучких дисплеїв та електронних книжок, газет і журналів. Сучасні технології дають можливість виготовляти надтонкі дисплеї комп'ютерів і телевізорів. У найближчому майбутньому дисплей комп'ютера матиме товщину, меншу ніж 1 мм, і буде абсолютно гнучким, як папір! Отже, фізика рідких кристалів є перспективною наукою, що динамічно розвивається і в якій кожен із вас зможе зробити нові відкриття. Тож навчайтеся наполегливо!

Мал. 79. Використання рідких кристалів

- Рідкі кристали — це речовини, які в певному температурному інтервалі можуть перебувати у специфічному агрегатному стані, у якому вони одночасно проявляють властивості кристала та рідини.

- Властивості рідких кристалів, притаманні рідинам: набувають форми посудини; відсутня кристалічна ґратка, тому течуть і є в’язкими.

- Рідким кристалам притаманні властивості кристалів: наявність порядку просторової орієнтації молекул, анізотропність.

- Рідкі кристали інтенсивно досліджують у багатьох наукових закладах як унікальні матеріали для сучасних електричних пристроїв.

Я знаю, вмію й розумію

1. Які речовини називають рідкими кристалами?

2. Назвіть основні властивості рідких кристалів.

3. Наведіть приклади речовин, що є рідкими кристалами.

4. Назвіть галузі застосування рідких кристалів.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити