Cristales Liquidos

Tradicionalmente, hemos considerado que la materia posee tres tipos de estado diferente: sólido, líquido y gas. Sin embargo, existen algunos estados de la materia que no cumplen con los requerimientos necesarios de alguna de esas tres categorías. Por ejemplo, sustancias como la mayonesa se encuentran en algún punto entre un sólido y un líquido.
Los cristales líquidos no son ni líquidos nisólidos. Desde el punto de vista de sus propiedades físicas, se observa que, si bien fluyen como líquidos, poseen algunas propiedades de los sólidos cristalinos. Los cristales líquidos pueden considerarse como cristales que han perdido alguno o todo su orden respecto de las posiciones de las moléculas en el seno de la sustancia.
Cuando se calientan los cristales de algunos de estos compuestos, nopasan directamente al estado líquido. En lugar de ello, se transforman en un líquido nebuloso a una determinada temperatura (los líquidos son transparentes), y se transforman totalmente en líquido a una temperatura mayor. Las dos temperaturas se denominan temperaturas de transición. El fluido nebuloso es el cristal líquido. Para que quede más claro, la base espesa que se forma en el fondo de unajabonera es una fase de cristal líquido.
Los cambios entre el sólido, el cristal líquido y el líquido son reversibles:

En la temperatura inferior de transición existe un equilibrio entre el sólido y el cristal líquido. En la temperatura superior de transición existe un equilibrio entre el cristal líquido y el líquido. Cuando se enfría el fundido de una sustancia que forma cristales líquidos, seproducen estos cristales, y después se solidifican.
Una molécula típica de cristal líquido es grande y alargada; un ejemplo puede ser el p-azoxianisol:


Esta forma alargada hace que las moléculas se amontonen como fideos crudos: se colocan en forma paralela, pero con libertad para deslizarse unas con respecto a las otras a lo largo de sus ejes. Los cristales líquidos son anisótropos por lamanera que tienen de ordenarse. Los materiales anisótropos tienen propiedades que dependen de la dirección en que se miden. La viscosidad de los cristales líquidos es menor en la dirección paralela a las moléculas. Estas moléculas grandes y alargadas necesitan menos energía para deslizarse unas respecto de las otras a lo largo de sus ejes que para moverse lateralmente. Los materiales isótropos sonmateriales cuyas propiedades no dependen de la dirección en que se miden. Por ejemplo, los líquidos normales son isótropos: sus viscosidades son las mismas en cualquier dirección. Los cristales líquidos se convierten en líquidos isótropos cuando se calientan por encima de la temperatura de transición, ya que entonces las moléculas tienen la energía suficiente para superar las atracciones querestringen su movimiento.
Tipos de cristales líquidos
Hay tres clases de cristales líquidos: los esmécticos, los nemáticos y los colestéricos. El arreglo de las moléculas en un sólido cristalino es ordenado en las tres dimensiones. Las moléculas tienen una posición fija y sólo pueden vibrar. Los cristales líquidos esmécticos son los que más se parecen a los cristales sólidos. En los esmécticos, lasmoléculas se alinean como soldados que desfilan, y forman capas. Dentro de las capas, las moléculas pueden estar perpendiculares al plano de la capa o ligeramente inclinadas. El arreglo de las moléculas en un cristal líquido esméctico es ordenado en dos dimensiones. Las moléculas se pueden mover respecto de una capa, de lado a lado o del frente hacia atrás y pueden girar. Las capas se mueven unasrespecto de las otras. Las moléculas no pueden pasar de una capa a otra, ni pueden rotar.
Los cristales líquidos nemáticos son moléculas polarizables con forma de bastón de alrededor de 20 angstroms (10-9 metros) de longitud. En ellos, las moléculas están paralelas pero no forman capas. Pueden girar, pero no tiene rotación. La disposición de las moléculas sólo es ordenada en una dirección. Las...