flytende krystaller

Flytende krystaller, anisotrope væsker, organisk-kjemiske forbindelser med langstrakte molekyler med dipolegenskaper. Når slike forbindelser bringes i væskefase, enten ved smelting eller løsing i et løsemiddel, skjer dette i flere trinn. I en overgangsfase vil væskene vise forskjellige optiske egenskaper i forskjellige retninger, og de minner derfor om krystaller. Egenskapene kan påvirkes av temperatur, elektriske og magnetiske felt. Dette er blitt utnyttet til forskjellige praktiske anvendelser.

Omkring 1920 ble det foreslått å inndele de flytende krystaller i tre mesomorfe faser. Disse ble kalt nematiske (trådformede), smektiske (fett- eller såpeformede) og kolestriske faser. De tre fasene skiller seg fra hverandre i sin ordning av molekylene, men de har én egenskap felles, nemlig tendensen til at molekylenes lange akse vil være parallelle. For den nematiske fase er dette den eneste strukturelle egenskap. Hos de smektiske flytende krystaller er molekylenes tyngdepunkter ordnet i sjikt, de er lagdannende. De kolestriske flytende krystaller har fått sitt navn fordi mange kolesterolforbindelser viser slike egenskaper. Deres strukturelle egenskaper kan sies å være en mellomting mellom de nematiske og de smektiske. Innen et lag er molekylenes lange akse parallelle, men i neste lag er retningen noe forskjellig slik at de danner heliksformede (skrueformede) strukturer.

De kolestriske flytende krystaller har fått anvendelse som temperaturindikatorer fordi de i tynne sjikt mot en mørk bakgrunn viser skarp farge i reflektert lys i et bestemt lite temperaturintervall. Typiske anvendelser er i termometre og til måling av overflatetemperaturer og deres fordeling (i elektroniske integrerte kretser, til oppdagelse av brystkreft osv.).

De nematiske flytende krystaller orienteres av elektriske eller magnetiske felt og brukes f.eks. som digitalvisere i ur og andre instrumenter. Både de nematiske, kolestriske og smektiske faser brukes som indikatorer i kjemiske og fysiske måleapparater. Ved hjelp av nematiske flytende krystaller eksperimenterer man bl.a. med å lage papirtynne billedskjermer for fjernsyn og datamaskiner (se LCD og dataskjerm). Også hos visse polymerer kan det opptre strukturer av flytende krystallkarakter. Se polymerer.