Wat is nematisch vloeibaar kristal?

Nematisch vloeibaar kristal is een doorschijnende vloeistof die de polariteit van lichtgolven verandert die erdoorheen gaan.Het woord "nematische" komt van het Griekse woord voor draad en beschrijft de draadachtige formaties die zich in het vloeibare kristal kunnen vormen.Nematische vloeistofkristal wordt vaak gebruikt in screens (LCD) schermen (LCD), zoals die op digitale horloges.

Vloeibare kristallen zijn een tussenliggende smeltfase tussen een vaste toestand en een vloeibare toestand.In 1888 ontdekte een Oostenrijkse wetenschapper genaamd Freidrich Reinitzer de staat toen hij experimenten uitvoerde op een stof genaamd cholesterolbenzoaat.De stof, merkte Reinitzer, had twee verschillende smeltpunten.In het eerste werd het een bewolkte vloeistof en in het tweede werd het transparant.De observaties van Reinitzer omvatten de concepten dat de bewolkte of kristallijne toestand de polariteit van lichtgolven veranderde die erdoorheen gingen, een concept noodzakelijk voor de ontwikkeling van LCD.

Reinitzer ontwikkelde nooit praktische toepassingen van vloeibare kristaltechnologie en onderzoek naar kristallijne toestanden werd in het begin van de 20e eeuw grotendeels verlaten.In 1969 creëerde een wetenschapper genaamd Hans Keller met succes een stof die nematisch bij kamertemperatuur zou kristalliseren.Vloeibare kristal is een vierde toestand, ergens tussen vloeistoffen en vaste stoffen, en laat sommige vormen van materie erdoorheen gaan.Net als vloeibare stoffen hebben vloeibare kristalmoleculen geen positionele volgorde, maar zoals een vaste stof, kunnen de moleculen in vloeibaar kristal organisatorische orde hebben, wat betekent dat ze de neiging hebben om in de loop van de tijd naar één richting te wijzen.Het nematische vloeibare kristal is een fase op hoge temperatuur van het kristallisatieproces, waarbij moleculen een lange-range organisatorische volgorde hebben.

Lichtgolven van natuurlijke of kunstmatige lichtbronnen trillen in vele richtingen.Als de meeste trillingen in een specifieke richting neigen, wordt gezegd dat het licht gepolariseerd is.Door lichtgolven door nematisch vloeibaar kristal te laten lopen, verandert de polarisatie, meestal door 90 graden te roteren.Als een elektrisch veld wordt toegevoegd aan de kristaloplossing, kan de richting en hoeveelheid polarisatie worden geregeld door de spanning van elektriciteit.

Bij het maken van een LCD -scherm worden twee gepolariseerde glasstukken gebruikt, één met een dun filter van nematisch vloeibare kristal.Het glas wordt vervolgens aangesloten op twee elektroden die elektrische ladingen kunnen bieden.Door gecontroleerde ladingen door het glas te laten lopen, zal het nematische vloeibare kristal draaien en banen, waardoor alleen de elektrisch gevraagde lichtgebieden door kunnen gaan.Schermen met Twisted Nematic Liquid Crystal zijn gemeenschappelijke kenmerken in moderne technologie, gebruikt in laptops en digitale klokken en horloges.