Kapalné krystaly

Krystaly jsou pevné látky, jejichž stavební částice (atomy, ionty či molekuly) jsou v prostoru uspořádány do pravidelných krystalových mřížek. Kapaliny jsou látky bez krystalické struktury, které mohou snadno měnit tvar díky tomu, že molekuly jsou vzájemně vázány mnohem menšími silami než u pevných látek.

Kapalné krystaly jsou organické látky, které vytvářejí přechod mezi pevnými látkami a kapalinami. Jsou kapalné podobně jako kapaliny, ale jejich molekuly jsou pravidelně uspořádány podobně jako v pevných látkách (krystalických látkách).

Aby získala příslušná organická látka vlastnost kapalných krystalů, musí být rozpuštěna ve vodním roztoku. V něm se molekuly látky uspořádávají do pravidelné struktury a vytvářejí tak homogenní, ale už ne izotropní roztok. Roztok se pak chová jako krystal.

Toto chování roztoku vyplývá z vnitřního uspořádání kapalných krystalů.

Kapalné krystaly jsou známy ve trojím uspořádání:

1.     smektické kapalné krystaly (viz obr. 309) - podlouhlé molekuly doutníkového tvaru jsou uspořádány tak, že jejich osy jsou navzájem rovnoběžné a jsou uspořádané po vrstvách

2.     nematické kapalné krystaly (viz obr. 310) - molekuly jsou uspořádány tak, že jejich osy jsou navzájem rovnoběžné, ale nejsou uspořádány ve vrstvách

Molekuly jedné vrstvy jsou napěchovány mezi molekuly další vrstvy.

3.     cholesterické kapalné krystaly (viz obr. 311) - molekuly jsou uspořádány ve vrstvách, v nichž jsou osy molekul navzájem rovnoběžné, ale v každé vrstvě je směr os molekul oproti osám molekul v předchozí vrstvě pootočen

Obr. 309	Obr. 310	Obr. 311

Hlavní význam kapalných krystalů spočívá v tom, že i slabé vnější působení různých fyzikálních sil může ovlivnit jejich vnitřní uspořádání a tím i jejich vlastnosti:

1.     změna propustnosti světla působením elektrického pole se využívá v displejích z kapalných krystalů

2.     vrstva cholesterických kapalných krystalů mění barvu odraženého světla v závislosti na teplotě s takovou citlivostí, že je možné zaregistrovat změny teploty v rozmezí .

Této vlastnosti se využívá při diagnostice lidských tkání, které se při napadení nemocí projevují změnou teploty. Látka z kapalných krystalů se pak používá jako citlivý indikátor teploty.

3.     oteplením vyvolaném laserovým paprskem přejde kapalný smektický krystal v kapalinu

Tato vlastnost se využívá k záznamu informací.