struka(e): fizika

tekući kristal, tvar koja se može naći u stanju sa svojstvima između tekućine i krutoga kristala, tj. tvar koja može teći poput tekućine dok su joj molekule, najčešće duguljaste ili plosnate, pravilno prostorno i orijentacijski uređene kao u anizotropnom kristalu. Viskoznost je tekućih kristala velika, s najmanjom viskoznošću poput ljepila, pa sve do viskoznosti stakla.

Povijest otkrića

Austrijski botaničar Friedrich Reintzer (1857–1927) otkrio je 1888. da kolesterol benzolat ima dvije točke taljenja, tj. da se zagrijavanjem na temperaturi približno 145 °C dobije neprozirna tekućina, a iznad 178,5 °C bistra. Njemački fizičar Otto Lehman (1855–1922) pokazao je da kolesterol benzolat u fazi mutne tekućine ima optička svojstva poput nekih kristala i prvi je 1889. spomenuo naziv »tekući kristal«, a njemački kemičar Daniel Vorländer (1867–1941) sintetizirao je do 1935. stotine tekućih kristala. Američki fizikalni kemičar Richard Williams (1927–2020) istraživao je tanki sloj tekućega kristala u električnom polju i 1962. uočio njegova elektrooptička svojstva, tj. oblikovanje pravilnoga prugastog uzorka (danas Williamsove domene). Američki kemičari Joel Goldmacher (1937–2009) i Joseph Castellano (1934–2019) otkrili su 1966. mješavine spojeva koje na sobnoj temperaturi mogu biti u stanju tekućih kristala, tj. pronašli su tvar koja je imala svojstva potrebna za izradbu LCD zaslona. Prvi elektronički ručni sat s LCD zaslonom stavljen je na tržište 1972., a prvi televizor s LCD zaslonom 1984. Pierre-Gilles de Gennes dobio je Nobelovu nagradu za fiziku 1991. za razvoj metode koja je među ostalim omogućila istraživanje tekućih kristala. Kvaliteta slike zaslona s tekućim kristalima nadmašila je (2007) kvalitetu slike zaslona s katodnom cijevi.

Svojstva i primjena tekućih kristala

Molekule tekućih kristala međudjeluju slabim silama, pa se struktura tekućega kristala lako može promijeniti s pomoću vanjskih utjecaja: promjenom temperature, električnog i magnetskoga polja i djelovanjem mehaničkih sila.

Ovisno o temperaturi na koju su zagrijani, tekući kristali osvijetljeni bijelom svjetlošću reflektiraju svjetlost različitih boja, od crvene do ljubičaste. U manjem temperaturnom intervalu mogu služiti za optičku indikaciju malih lokalnih temperaturnih razlika, što se npr. koristi u medicini za lokalizaciju oboljelih mjesta na tijelu (upalni procesi ili sl.). Takvi materijali pokrivaju temperaturno područje od približno –20 °C do +250 °C.

Neki tekući kristali pokazuju optičko svojstvo kružnoga dikroizma, kod kojega se svjetlosna zraka razdvaja tako da na nekoj valnoj duljini postaje kružno polarizirana, a na drugoj reflektirana. Kada bijela svjetlost padne na takvu tvar, boja reflektirane svjetlosti ovisi o kutu upadne svjetlosti.

S pomoću električnoga polja moguće je mijenjati orijentaciju molekula u tekućim kristalima. Promjena orijentacije molekula utječe na propusnost tekućih kristala za svjetlost, što omogućuje njihovu primjenu u elektroničkim zaslonima računala, televizora, pametnih telefona i sličnih elektroničkih uređaja.

Tekući kristali široko se primjenjuju za dobivanje vlakana velike otpornosti na rastezanje koja su sastojak sportskih rekvizita (skija i reketa) i sportske obuće, u kozmetici, u izradbi termometara, elektrooptičkih prekidača, fotonaponskih ćelija i dr.

Citiranje:

tekući kristal. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2013. – 2024. Pristupljeno 24.5.2024. <https://www.enciklopedija.hr/clanak/tekuci-kristal>.