Похожие презентации:
Жидкие кристаллы в технике
1.
ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ ВТЕХНИКЕ
Кердоль Алина 10а
2.
КРИСТАЛЛЫ• Внутренняя упорядоченность кристаллов обуславливается наличием кристаллической
решетки, которая отражает строгую повторяемость структурных частиц кристалла. Строение
кристаллов подчиняется законам симметрии, чего нет в жидкостях и газах. Благодаря наличию
кристаллической решетки кристаллы являются анизотропными средами. Если располагать
кристалл под разными углами относительно падающего на него луча света и измерять
коэффициент преломления, то он будет меняться в зависимости от положения кристалла.
3.
МЕЗОМОРФНЫЕ ВЕЩЕСТВА• Вещества, способные в определенном температурном интервале выше точки
плавления сочетать одновременно свойства жидкостей (текучесть, способность к
образованию капель) и свойства кристаллических тел (анизотропию,
упорядоченность), стали называть жидкими кристаллами или
жидкокристаллическими.
• Также жидкие кристаллы часто называют мезоморфными веществами, а фазу,
которая существует между точкой плавления и точкой просветления, - мезо-фазой.
4.
ЧТО ТАКОЕ ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ?• Жидкий кристалл – это такое фазовое
состояние, во время которого вещество
одновременно обладает как свойствами
жидкостей, так и свойствами кристаллов. То
есть они обладают текучестью, и вместе с тем
им присуща анизотропия – различие свойств
данной среды в зависимости от направления
внутри нее.
Жидкие кристаллы — графическая визуализация
5.
ОСОБЕННОСТЬ• Жидкие кристаллы имеют структуру
вязких жидкостей, которая состоит из
молекул дискообразной формы.
Ориентация данных молекул может
изменяться при взаимодействии с
электрическими полями.
6.
ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ• В 1888-м году австрийский ботаник
Фридерих Рейнитцер выяснил, что у
некоторых типов кристаллов имеется
две точки плавления, из чего следует,
что существует два различных жидких
состояния, в одном из которых
вещество прозрачное, а в другом –
мутное.
7.
8.
ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ.ДВЕ ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ
Термотропные
• Образовываются вследствие разогрева
твердого вещества. Способны
существовать в условиях определенной
температуры и давления. Их разделяют
на три типа, в зависимости от
расположения молекул:
Лиотропные
• Образовываются в смесях, состоящих
из стержневидных молекул данного
вещества и полярных растворителей
(например, воды).
9.
10.
ТЕРМОТРОПНЫЕ ЖКСмектики
Нематики
Самые упорядоченные
жидкие кристаллы.
Молекулы располагаются
слоями и имеют
подвижность в пределах
каждого слоя
Центры тяжести молекул
расположены хаотично
(трансляционная симметрия
отсутствует)
Холестерики
Самый сложно организованный.
Он представляет собой
нематические слои, закрученные
в пространстве. При переходе от
одного слоя к другому директор
поворачивается на малый угол.
Расстояние, между слоями, в
которых направление директора
совпадает, называют шагом
спирали.
11.
ПРИМЕНЕНИЕ12.
ПРИМЕНЕНИЕ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВЖК-ДИСПЛЕИ
• Прежде всего следует отметить не
наиболее полезное, но наиболее
известное применения ЖК (жидких
кристаллов) – жидкокристаллические
дисплеи. Иногда они называются LCDдисплеи. В век гаджетов такие дисплеи
присутствуют практически в любом
электронном устройстве
Структура жидкокристаллического дисплея
13.
В ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРАХ• Электрооптические свойства жидких
кристаллов широко используют в
системах обработки и отображения
информации, в буквенно-цифровых
индикаторах (электронные часы,
микрокалькуляторы, дисплеи и т. п.),
оптических затворах и других
светоклапанных устройства
14.
ТЕРМОГРАФИЯМенее популярное, но более важное
применение ЖК – это термография.
Термография позволяет получить
тепловое изображение объекта, в
результате регистрации инфракрасного
излучения – тепла. Инфракрасные
приборы ночного зрения используются
пожарными, в случае задымления
помещения, с целью обнаружения
пострадавших в пожаре. Также они нашли
применение у служб безопасности и
военных служб
Применение термографии в
обслуживании линий электропередач
15.
КАК ЭТО РАБОТАЕТ?• Подбирая состав жидкокристаллического
вещества, создают индикаторы для разных
диапазонов температуры и для различных
конструкций. Например, жидкие кристаллы
в виде плёнки наносят на транзисторы,
интегральные схемы и печатные платы
электронных схем. Неисправные элементы
— сильно нагретые или холодные (т.е.
неработающие) — сразу заметны по ярким
цветовым пятнам.
16.
ТЕРМОГРАФИЯ В МЕДИЦИНЕ• Также термография используется при
медицинской визуализации, в основном
для наблюдения молочных желез. Это
позволяет обнаруживать различные
онкологические заболевания, вроде
рака молочной железы.
• Помимо этого, ЖК-индикаторы,
расположенные на коже пациента,
позволяют обнаруживать воспаления и
опухоли у человека.
Компьютерная термография в медицине
17.
ЭЛЕКТРОННЫЕ ИНДИКАТОРЫ• Индикаторы из жидких кристаллов
используют и для обнаружения паров
различных вредных химических
соединений, а также обнаружения
ультрафиолетового и гамма-излучения.
С применением ЖК разрабатываются
детекторы ультразвука и измерители
давления.
Алкотестер на основе жидкокристаллического
индикатора паров
18.
МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ• Помимо прямого применения ЖК в перечисленных выше сферах, следует отметить,
что жидкие кристаллы во многом похожи на некоторые клеточные структуры, и
иногда присутствуют в них. В силу своих диэлектрических свойств жидкие
кристаллы регулируют взаимоотношения внутри клетки, между клетками и
тканями, а также между клеткой и окружающей средой. Таким образом, изучение
природы и поведения жидких кристаллов может привнести вклад в молекулярную
биологию.
19.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ• Некоторые вещества в
жидкокристаллическом состоянии
способны смешиваться между собой и
образовывать жидкие кристаллы,
обладающие различными структурами
и свойствами. Это расширяет диапазон
их использования в технике.