Мезофаза
В химии и химической физике мезофаза — или мезоморфная фаза это фаза вещества, промежуточная между твердым телом и жидкостью . Желатин является распространенным примером частично упорядоченной структуры в мезофазе. биологические структуры, такие как липидные бислои клеточных мембран Кроме того, примерами мезофаз являются . Мезофазы с дальним позиционным порядком, но без ориентационного порядка, являются пластическими кристаллами , тогда как мезофазы с дальним позиционным порядком, но только частичным или отсутствующим позиционным порядком, являются жидкими кристаллами . [1] [2]
Жорж Фридель (1922) обратил внимание на «мезоморфные состояния материи». [3] в своей научной оценке наблюдений за так называемыми жидкими кристаллами . Обычно кристалл является твердым, а кристаллизация превращает жидкость в твердое вещество. Оксюморон . жидкого кристалла разрешается с помощью понятия мезофаз Наблюдения показали, что оптическая ось сохраняется в материалах, которые были расплавлены и начали течь . Термин «жидкий кристалл» остается разговорным , но использование этого термина подверглось критике в 1993 году: « Физика жидких кристаллов». [4] мезофазы вводятся с самого начала:
- ...некоторые органические материалы демонстрируют не одиночный переход из твердого состояния в жидкость, а скорее каскад переходов с участием новых фаз. Механические свойства и свойства симметрии этих фаз занимают промежуточное положение между свойствами жидкости и кристалла. По этой причине их часто называют жидкими кристаллами . Более правильное название — «мезоморфные фазы» ( мезоморфные : промежуточная форма). [4] : первая страница
Далее: «Классификация мезофаз (впервые четко изложенная Г. Фриделем в 1922 г.) по существу основана на симметрии». [4] : 10
Молекулы, демонстрирующие мезофазы, называются мезогенами .
В технологии молекулы, оптическая ось которых подвергается манипуляциям во время мезофазы, стали коммерческими продуктами, поскольку их можно использовать для производства устройств отображения , известных как жидкокристаллические дисплеи (ЖК-дисплеи). Восприимчивость оптической оси, называемой директором , к электрическому или магнитному полю создает потенциал для оптического переключателя, который затемняет свет или пропускает его. Используемые методы включают переход Фредерикса , эффект скрученного нематического поля и эффект переключения в плоскости . Начиная с первых жидкокристаллических дисплеев, покупательская публика приняла маломощный оптический переключатель мезофаз с директором.
Рассмотрим твердое тело, состоящее из одной молекулы и подверженное плавлению . В конечном итоге он переводится в изотропное состояние, классически называемое жидкостью. Мезофазы возникают раньше, когда промежуточное состояние порядка еще сохраняется , как в нематической , смектической и столбчатой фазах жидких кристаллов. Таким образом, мезофазы проявляют анизотропию . ЖК-устройства работают как оптический переключатель, который включается и выключается под действием электрического поля, приложенного к мезогену с директором. Реакция директора на поле выражается параметрами вязкости , как в теории Эриксена-Лесли в механике сплошных сред, разработанной Джеральдом Эриксеном и Фрэнком Мэтьюзом Лесли . ЖК-устройства работают только до температуры перехода, когда мезофаза переходит в изотропную жидкую фазу в так называемой точке просветления . [5]
Мезофазные явления важны во многих научных областях. Издательские подразделения профессиональных обществ по мере необходимости выпускают научные журналы. Например, у Американского химического общества есть и «Макромолекулы» , и «Лэнгмюр» , в то время как у Королевского химического общества есть «Мягкая материя» , у Американского физического общества есть «Физический обзор E» , а у «Эльзевира» есть «Достижения в области коллоидной науки и науки о интерфейсах» .
См. также
[ редактировать ]Примечания и ссылки
[ редактировать ]- ^ ДиЛиси, Грегори А (01 сентября 2019 г.). Введение в жидкие кристаллы . Издательство Морган и Клейпул. п. 2-2–2-4. дои : 10.1088/2053-2571/ab2a6f . ISBN 978-1-64327-684-7 .
- ^ ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн исправленная версия: (2006–) « Жидкокристаллическое состояние ». два : 10.1351/goldbook.LT06854
- ^ Фридель, Г. (1922). «Мезоморфные состояния вещества» . Анналы физики (на французском языке). 9 (18). EDP Science: 273–474. Бибкод : 1922АнФ....9..273F . дои : 10.1051/anphys/192209180273 . ISSN 0003-4169 .
- ^ Перейти обратно: а б с П.Г. де Женн и Дж. Прост (1993) Физика жидких кристаллов , 2-е издание, Oxford University Press ISBN 0-19-852024-7
- ^ Определение точки очистки. Золотая книга ИЮПАК. Проверено 16 февраля 2021 г.
- Шиварамакришна Чандрасекхар (1992) Жидкие кристаллы , 2-е издание, Cambridge University Press ISBN 0-521-41747-3 .
- Дэвид Данмур и Тим Слакин (2011) Мыло, наука и телевизоры с плоским экраном: история жидких кристаллов , Oxford University Press ISBN 978-0-19-954940-5 .
- Дж. Прост и К.Э. Уильямс (1999) «Жидкие кристаллы: между порядком и беспорядком», стр. 289–315 в журнале «Физика мягких материалов » , Мохамед Дауд и Клодин Э. Уильямс, редакторы, перевод Стивена Н. Лайла из La Just Argile (1995). ), Спрингер Верлаг ISBN 3-540-64852-6 .