Твёрдое состояние вещества. Твердое состояние вещества (химия). Твёрдое состояние вещества Жидкие кристаллы
 Скачать 180.09 Kb.
|
|
Твёрдое состояние вещества Жидкие кристаллы. Жидкие кристаллы - вещества, обладающие одновременно свойствами как жидкостей (текучесть), так и кристаллов (анизотропия). По структуре ЖК представляют собой жидкости, похожие на желе, состоящие из молекул вытянутой формы, определённым образом упорядоченных во всем объёме этой жидкости. По структуре ЖК представляют собой вязкие жидкости, состоящие из молекул вытянутой или дискообразной формы, определённым образом упорядоченных во всем объёме этой жидкости. История открытия В 1888-м году австрийский ботаник Фридерих Рейнитцер выяснил, что у некоторых типов кристаллов имеется две точки плавления, из чего следует, что существует два различных жидких состояния, в одном из которых вещество прозрачное, а в другом – мутное. И хотя в 1904-м году немецкий физик Отто Леман предоставил ряд научных доказательств в пользу жидких кристаллов в своей одноименной книге, все же долгое время жидкие кристаллы не признавались как отдельные состояния вещества. В 1963-м году американский изобретатель Джеймс Фергюсон нашел применение одному из свойств ЖК – изменение цвета в зависимости от температуры. Американец получил патент на изобретение, которое способно обнаруживать невидимые для глаз тепловые поля. С этого популярность жидких кристаллов начала расти. Группы жидких кристаллов и их свойства Жидкие кристаллы обычно разделяют на две группы: Термотропные – образовываются вследствие разогрева твердого вещества. Способны существовать в условиях определенной температуры и давления. Их разделяют на три типа, в зависимости от расположения молекул:  Смектические – такие ЖК имеют слоистую структуру, слои которой способны перемещаться друг относительно друга. Плотность слоя с приближением к поверхности может меняться. Кроме того, «смектики» обладают относительно высокой вязкостью. Наиболее обширный класс ЖК. Нематические – не обладают слоистой структурой, а их вытянутые молекулы непрерывно скользят вдоль своих длинных осей, при этом вращаясь вокруг них. Такие ЖК подобны жидкостям. К этому агрегатному состоянию способны прийти только те вещества, молекулы которых имеют форму, при которой они не отличаются от своего зеркального отражения. Холистерические – образовываются в соединениях различных стероидов, например, холестерина. Во многом схожи с нематическими ЖК, за исключением расположения молекул. Длинные оси молекул холистерических ЖК повернуты друг относительно друга таким образом, что молекулы образуют спирали. Основная особенность такого типа жидких кристаллов – его молекулы сверхчувствительны к любому изменению температуры и в зависимости от нее – меняют свою ориентацию, а значит и саму спираль. Примечательно, что в зависимости от шага спирали холистерических ЖК также меняют свой цвет. В связи с двумя указанными свойствами, такие жидкие кристаллы нашли широкое применение в различных сферах человеческой деятельности. Лиотропные – образовываются в смесях, состоящих из стержневидных молекул данного вещества и полярных растворителей (например, воды). Применение жидких кристалов: Термография – это новый метод исследования, который позволяет зарегистрировать инфракрасное излучение тела, для того, чтобы выявить какое – либо заболевание. Температура различных участков тела может изменяться: увеличиваться (например, при воспалении, опухолях) или уменьшаться (например, ниже места закупорки сосудов). Изменение температуры соответствующих участков кожи могут указывать на нарушения функции органов. информационная техника ( от первых индикаторов, знакомых всем по электронным часам, до цветных телевизоров с жидкокристаллическим экраном. Такие телевизоры дают изображение весьма высокого качества, потребляя меньшее количество энергии по сравнению с телевизорами на электронно-лучевых трубках.) Твердые вещества Твердыми называют такие вещества, которые способны образовывать тела и имеют объем. Виды твердых веществ: Аморфные вещества - вещества, у которых отсутствует определенный порядок расположения частиц, нет четкой структуры. Значение: Аморфные вещества обладают высокой прочностью и пластичностью (полиэтилен), поэтому находят широкое применение в промышленности. Применение: Осуществляется в области медицины (вещество аморфной структуры является отличным биоматериалом для имплантации в кости. Полученные специальные винты, пластины, штыри, булавки внедряются при тяжелых переломах) Осуществляется в области промышленности (изготовление стекла) Испольщуются в качестве украшений (жемчуг, янтарь, опал) Применяются в пищевой промышленности (сахарные леденцы, жевательные резинки) Кристаллические вещества – вещества, которых частицы находятся в строго определенных точках пространства. Типы кристалических решоток:
Применение: Опорные камни для часов Оптические приборы Аудио и видео техника Ювелирные украшения В промышленности Машиностроение |