Часть 2 МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА

Раздел 6 СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА В КОНДЕНСИРОВАННОМ СОСТОЯНИИ

6.4. Структура и свойства жидких кристаллов

Холестеричний состояние жидких кристаллов

Холестеричні жидкие кристаллы (холестерики, сокращенно обозначают ХРК) на расстояниях порядка размеров молекул ничем не отличаются от нематиків: длинные оси всех молекул ориентированы в одном направлении. Однако на больших расстояниях направление преимущественной ориентации закономерно меняется: все молекулы постепенно возвращаются, образуя спиральную структуру. Строение ХРК схематически изображено на рис. 6.10. Шаг спирали в различных соединениях различна: от десятков ангстрем до микрометров. Если шаг спирали имеет порядок длины волны видимого света, то периодичность структуры приводит к брэгговского дифракционного рассеяния света на ней и такие холестерики кажутся окрашенными. Это явление называется селективным отражением света и является типичным для сложных эфиров холестерина. Поскольку производные холестерина были первыми представителями жидких кристаллов, то от них происходит название всего типа этих кристаллов. Эфиры холестерина имеют достаточно сложную молекулярную структуру:

(R - радикал жирной кислоты). Если R = С₈Н₇, то получим структурную формулу холестерилцинамату. Жидкокристаллический состояние его реализуется при температурах 156... 197 °С. В отличие от нематиків пространственная строение молекул холестериків более сложная, эти молекулы являются хиральними, то есть не имеют осей симметрии, поперечных плоскостей и центров симметрии. Хиральність молекул - главный признак холестеричної мезофази, о чем свидетельствует тот факт, что добавка хиральних молекул в обычный нематик превращает его в холестерик. Для холестериків характерным является образования гомогенной структуры, которая называется планарной. В ней молекулы лежат вдоль опорного стекла, а ось спирали перпендикулярна к ним, как это показано на рис. 6.10.

Рис. 6.10