Suyuq kristallar va ularning qo’llanilishi Reja

Suyuq kristallarning turlari. Nematik, smektik va xalesterik. Molekulalar o’qlarining tartiblanishining ko’rinishiga qarab suyuq kristallar uch turga bo’linadi:

Nematik. Nematik grekcha “nema” so’zidan olingan bo’lib “ip” deganidir. Nematiklar tarkibida mikroskopik ipsimon strukturalar mavjud bo’lib ularning oxiri yoxud erkin, yoxud idishning devoriga yopishuvchan bo’ladi.

1930 yilning boshlarida nematik moddalarning umuiy molekulyar strukturasi qarama-qarshi muloxazalarning yuzaga kelishiga sabab bo’ldi. Xuddi shu vaqtda nemis fiziklari Ornshteyn va Kastlar nematik moddadardagi molekulalar butun xajm bo’ylab emas, balki faqat ayrim soxalarda parallel o’qlarga ega bo’lgan guruh yoki “uya” larga to’plangan degan fikrni ilgari surdilar.

Ularning taxminlaricha, xar bir uya tarkibida bir millionga yaqin moleklalar joylashgan bo’ladi. Yaqinda Shvetsiyalik olim K.Ozen nematik moddadagi molekulalarning barcha o’qlari bir-biriga parallel, ularning o’zlari esa modda bo’ylab bir xilda joylashganligini isbotladi. Xozirgi vaqtda uya nazariyasi go’yo ishonch qozonmagandek bo’lib turibdi.

Smektik. Smektik, grekcha smegma-sovun so’zidan olingan bo’lib, Smektiklar sigarasimon shakldagi molekulalardan tashkil topgan bo’lib u molekulalarning katta o’qlari bir-biriga parallel orintatsiyalangan qatlamlar to’plamini hosil qiladi.

Smektik suyuq kristall moddalarning eng ko’p tarqalgan misoli sovun ko’pigidir. Sovun pufaklarining tashqi va ichki sirtlari orasida suv bo’lib u smektik qatlamlardan iborat bo’ladi. Agar pufak siqilsa, suvning molekulalari qatlamdan siqib chiqariladi va u yana qaytadan suyuqlik eritmasiga qaytib o’tadi.

Smektik suyuq kristall modda qutblangan yorug’likni o’tkazadigan mikroskop yordamida kuzatilganda u o’zini optik jihatdan uch o’lchamlik kristalldek, xususan kvarsga o’xshab tutadi. Demak, qatlamga perpendikulyar ravishda tarqalayotgan yorug’lik tezligi qatlamga parallel tarqalayotganiga nisbatan kichik ekan.boshqacha aytganda, molekulalarning uzun o’qi bo’ylab yorug’lik ko’ndalangiga nisbatan kichik tezlik bilan tarqaladi. Bunday tipdagi kristall strukturalar optik musbat strukturalar deb ataladi.

Xolesterik. Tarkibida holesterik mavjud bo’lgan juda ko’p sondagi birikmalar xolesterik deb ataladi. Xolesterik fazaning xususiyati ko’p jihatidan smektik va nematik fazalarning xususiyatiga o’xshash.

Xolesterik suyuq kristallardagi molekulalar ham smektik suyuq kristallardagi molekulalar kabi qatlamlarga to’planganlar. Ammo xar bir qatlamning ichida molekulalar o’qining bir-biriga nisbatan joylashuvi esa nematik fazani eslatadi. Xolesterik molekulalarining uzun o’qi qatlam tekisligiga parallel bo’lganligi uchun ulardagi qatlamlar juda yupqa bo’ladi.

Ma’lumki yorug’likni qutblanish tekisligini (buruvchi) aylantiruvchi kristall moddalar optik aktiv modda deb ataladi. O’tkazilgan tajribalar xolesterik modda ham optik aktiv modda ekanligini va qutblanish tekisligini 180⁰ gacha burchakka burishini ko’rsatdi.

Xolesterik suyuq kristalining optik xususiyatlaridan yana biri uning doiraviy dixroizmga (ikkilanma nur sindirishda nurlardan biri ikkinchisiga qaraganda ko’proq yetiladi) ega bo’lishidir.

Smektik va nematik moddalarga qarama-qarshi xolestik suyuq kristallar optik manfiydirlar. Buning ma’nosi shuki molekulyar qatlamlarga perpendikulyar tarqalayotgan yorug’likning tezligi masimal qiymatga ega. Uchchala suyuq kristall moddalarga xos xususiyat ikkinlanma nur sindirilishining mavjudligidir. Xolesterik holatda modda xaroratga qarab, dastlab binafsha, keyin xavorang, keyin ko’k, keyin sariq, qizil va nixoyat infraqizil soxaga o’tganda ular yana rangsizlanadi. Hamma xolesterik suyuq kristallar ham xaroratning o’zgarishi bilan bir xil tarzda ta’sirlanmaydi. Masaln ba’zilari o’z rangini faqat qizildan yashilgacha o’zgartiradi.