Suyuqliklarning teshikdan o`zgaruvchan bosimda oqishi Reja: Kirish Suyuq kristallar va ularning qo’llanilishi Matritsaviy displeylar

Suyuq kristallar va ularning qo’llanilishi
Suyuq kristallar. Suyuq kristallar-suyuqlik va kristall xossasiga ega bo’lgan moddalar bo’lib unda bir vaqtning o’zida ham kristallik, ham suyuqlik xususiyatlari namoyon bo’ladi. Ma’lumki moddadarining ko’pchiligi uchta agregat xolatda (qattiq, suyuq, gaz) bo’lishi mumkin. Murakkab molekulalarga ega bo’lgan ba’zi organik moddalar yuqoridagi uchta xolatdan tashqari to’rtinchi xolatda ham bo’lishi mumkin. Ular eritilayotganida oddiy suyuqlikdan farqlanuvchi suyuq kristall fazasi hosil bo’ladi.
Mazkur faza kristallning erish haroratidan boshlanib undan yuqori harorat intervalida mavjud bo’ladi. Agar uni ayni shu interval chegarasidan yuqori xaroratga qadar qizdirilsa, suyuq kristall oddiy suyuqlikka aylanib qoladi.
Suyuq kristallar 1888 yilda Avstriyalik batanik-olim F. Reynitser tomonidan birinchi marta olingan va tadqiq qilingan. F. Reynitser sintez qilgan yangi modda xolesteril benzoat ikkita erish nuqtasiga egadir. Bu qattiq jismning xarorati 145⁰S ga yetganda, u loyqa suyuqlikka aylanadi. 179⁰S haroratda esa suyuqlik tiniqlashib qoladi, ya’ni o’zini optik nuqtai nazardan oddiy suyuqlikdek, masalan suvdek tutadi.
F.Reynitser polyarizatsion mikroskop ostida holesteril benzatning loyqa fazasini kuzatganda u ikkilanma nur sindirishga ega ekanligini aniqladi.
Molekulalarning fazoda tartiblanishi odatdagidek to’liq bo’lmasa ham u suyuq kristallar xususiyatiga jiddiy ta’sir ko’rsatadi. Shuning bilan ham ular oddiy suyuqlikdan farq qiladi.
Molekula o’qlarining eng oddiy tartiblanishlaridan tashqari, suyuq kristallarning molekulalarida bundan ham murakkab oriyentatsion tartiblanish amalga oshishi ham mumkin.
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.