Die sleutelverskil tussen nematiese smektiese en cholesteriese vloeibare kristalle is hul struktuur. Nematiese vloeibare kristalle het geen geordende struktuur van molekules nie, en smektiese vloeibare kristalle het 'n gelaagde molekulêre struktuur, terwyl cholesteriese vloeibare kristalle die molekules in 'n gedraaide en chirale rangskikking het.
Die term vloeibare kristalle kan gedefinieer word as 'n fase van materie wat eienskappe tussen die eienskappe van konvensionele vloeistowwe en vaste kristalle het. Byvoorbeeld, 'n vloeibare kristal kan soos 'n vloeistof vloei, maar die molekules van die vloeibare kristal is geneig om in 'n kristalagtige aard georiënteer te wees. Daar is drie hooffases waarin die vloeibare kristalle kan voorkom: termotropiese vloeibare kristalle, lyotropiese vloeibare kristalle en metallotropiese vloeibare kristalle. Daar is ook verskeie tipes termotropiese vloeibare kristalle. Hierdie tipes sluit nematiese kristalle, smektiese kristalle, chirale fase of gedraaide nematika, diskotiese fase en keëlfases in.
Wat is nematiese vloeibare kristalle?
Nematiese vloeibare kristalle is een van die mees algemene tipes vloeibare kristalle. Die term "nematic" kom van 'n Griekse oorsprong waar dit die betekenis "draad" het. Dit is omdat hierdie term ontstaan het uit die topologiese defekte wat as drade voorkom. Normaalweg word hierdie topologiese defekte in nematika genoem disklinasies. Boonop is aalwurms geneig om 'n tipe defek bekend as "egel" topologiese defekte te vertoon.
Tipies het die nematiese fase kalamitiese of staafvormige organiese molekules wat geen posisionele volgorde het nie. Maar hierdie molekules is geneig om self in lyn te bring om langafstand-rigtingorde te hê met lang asse wat min of meer parallel aan mekaar is. Daarom is die molekules in hierdie fase vry om te vloei, en die massamiddelpunt van hierdie molekules is geneig om ewekansig te versprei, soortgelyk aan 'n vloeistof. Hierdie molekules is egter geneig om die langafstand-rigtingvolgorde soortgelyk aan 'n vaste fase te handhaaf.
Meestal is nematiese fases eenassige. Dit beteken hierdie molekules het een as (dit word as "directrix" genoem) wat lank is. Dit is die voorkeur-as, en die ander twee asse is gelykstaande aan mekaar, en ons kan hulle benader as silinders of stawe. Verder kan daar tweeassige nematika wees wat nie net die oriëntasie soortgelyk is in hul lang-as nie, maar hulle is ook geneig om langs 'n sekondêre as te oriënteer.
Die molekules van die nematiese fase toon vloeibaarheid wat soortgelyk is aan die vloeibaarheid in 'n gewone isotropiese vloeistof. Ons kan egter maklik die molekules in hierdie fase in lyn bring deur die toepassing van 'n eksterne magnetiese of elektriese veld. Wanneer hierdie molekules in 'n volgorde in lyn gebring word, toon die nematiese fase optiese eienskappe van eenassige kristalle, en daarom is hierdie fases baie nuttig in vloeibare kristalvertonings.
Wat is Smectic Liquid Crystals?
Smectiese vloeibare kristalle is 'n tipe vloeibare kristalle wat goed gedefinieerde lae molekules het wat oor mekaar kan gly. Hierdie gedrag is soortgelyk aan die gly-effekte wat deur seep gegee word. Boonop kom smektiese vloeibare kristalle by temperature laer as dié van die nematiese vloeibare kristalle voor. Die term smekties kom van die Latynse woord “smectius” wat “skoonmaak” beteken; met ander woorde, dit beteken die teenwoordigheid van seepagtige eienskappe. Daarom is die smektiese fase in volgorde langs een rigting geposisioneer.
Figuur 01: Smektiese A-fase in linker- en smektiese C-fase in die regter
Ons kan twee verskillende smektiese fases waarneem as smektiese A-fase en smektiese C-fase. Die smektiese A-fase het die molekules saam met die normale laag georiënteer, terwyl smektiese C se molekules daarvan weggekantel is. Boonop verskyn hierdie tipe fase as 'n vloeistof binne die lae. Daar kan egter baie verskillende tipes smektiese fases wees wat van mekaar verskil volgens die tipe en graad van posisionele en oriëntasie-orde.
Wat is cholesteriese vloeibare kristalle?
Cholesteriese vloeibare kristalle is 'n tipe vloeibare kristalle wat slegs van chirale molekules gemaak word. Hierdie tipe fase toon chiraliteit. Dikwels noem ons hierdie fase 'n chirale fase of 'n gedraaide nematiese fase as gevolg van sy chiraliteit. Die term cholesteries kom van sy eerste waarneming waar hierdie fase van materie die eerste keer in cholesterol-afgeleides verskyn het. Ons kan hierdie tipe fase waarneem wat 'n verdraaiing van die molekules vertoon, wat loodreg op die direkteur is waar die molekulêre as parallel aan die direkteur is.
Figuur 02: Cholesteriese fase
Daar is 'n eindige draaihoek tussen die aangrensende molekules in hierdie fase as gevolg van die asimmetriese pakking van die molekules. Hierdie tipe verpakking veroorsaak 'n langer-reeks chirale volgorde. Gewoonlik definieer ons chirale toonhoogte of "p" met betrekking tot die eienskappe van cholesteriese vloeibare kristalle waar dit verwys na die afstand waaroor die vloeibare kristalmolekules 'n volsirkeldraai (360-grade draai) ondergaan.
Wat is die verskil tussen nematiese smektiese en cholesteriese vloeibare kristalle?
Nematiese, smektiese en cholesteriese fases is drie verskillende fases van materie wat onder termotropiese vloeibare kristalle kom. Die sleutelverskil tussen nematiese smektiese en cholesteriese vloeibare kristalle is dat nematiese vloeibare kristalle geen geordende struktuur van molekules het nie, en smektiese vloeibare kristalle het 'n gelaagde molekulêre struktuur, terwyl cholesteriese vloeibare kristalle molekules in 'n gedraaide en chirale rangskikking het.
Hieronder is 'n opsomming van die verskil tussen nematiese smektiese en cholesteriese vloeibare kristalle in tabelvorm.
Opsomming – Nematic Smectic vs Cholesteric Liquid Crystals
Nematiese, smektiese en cholesteriese fases is drie verskillende fases van materie wat onder termotropiese vloeibare kristalle kom. Die sleutelverskil tussen nematiese, smektiese en cholesteriese vloeibare kristalle is dat nematiese vloeibare kristalle geen geordende struktuur van molekules het nie, en smektiese vloeibare kristalle het gelaagde molekulêre struktuur, terwyl cholesteriese vloeibare kristalle die molekules in 'n gedraaide en chirale rangskikking het.
