Cristales Líquidos
Páginas: 10 (2272 palabras)
Publicado: 7 de noviembre de 2012
Cristales líquidos
Cuando un solido se calienta hasta su punto de fusión, la energía termina agregada vence las atracciones intermoleculares que confieren un orden molécular al solido. El líquido que se forma se caracteriza por la orientación aleatoria de las moléculas y un movimiento molecular considerable. Algunas sustancias empero, exhiben un comportamiento mas complejo cuando su fase solidase calienta.
En lugar de pasar directamente de la fase sólida a la fase líquida al calentarse, algunas sustancias, como el benzoato de colesterilo, pasan por una fase líquido-cristalina intermedia que posee algo de la estructura de los sólidos y algo de la libertad de movimiento que tienen los líquidos.
Tipos de fases liquido cristalinas
Las sustancias que forman cristales líquidos suelenestar constituidas por moléculas largas y aproximadamente cilíndricas. En la fase líquida normal, estas moléculas se orientan en direcciones aleatorias.
Ordenamiento en las fases líquido-cristalinas comparado con un líquido normal (no cristalino).
Las fases líquido-cristalinas, en cambio, exhiben cierto ordenamiento de las moléculas. Dependiendo de la naturaleza del ordenamiento, loscristales líquidos pueden dividirse en tres categorías: nemáticos, esmécticos y colestéricos.
En la fase líquido cristalina nemática: las moléculas están alineadas a lo largo de sus ejes longitudinales, pero no hay ningún ordenamiento respecto a los extremos de las moléculas.
En las fases líquido cristalinas esmécticas: las moléculas presentan un ordenamiento adicional más allá del de la fasenemática. Las fases esmécticas se parecen a un puñado de lápices cuyos extremos están casi alineados.
Estructuras e intervalos de temperatura de cristal líquido de algunos materiales líquido-cristalinos típicos. El intervalo de temperatura indica entre qué dos temperaturas la sustancia exhibe comportamiento de cristal líquido.
En la figura se muestran dos moléculas que exhiben fases de cristallíquido. Estas moléculas son relativamente largas en relación con su espesor. El doble enlace C=N y los anillos bencénicos hacen más rígidas las moléculas. Los anillos bencénicos planos ayudan a las moléculas a apilarse unas junto a otras. Además, muchas moléculas de cristal líquido contienen grupos polares; éstos dan pie a interacciones dipolo-dipolo que favorecen la alineación de las moléculas enla misma dirección.
(a) Ordenamiento en un cristal líquido colestérico. Las moléculas de capas sucesivas están orientadas con un ángulo característico respecto a las de las capas adyacentes a fin de evitar interacciones desfavorables.
El resultado es un eje tipo tornillo, como se aprecia en (b).
Se muestra el ordenamiento de la fase líquido-cristalina colestérica: Las moléculas estánalineadas a lo largo de sus ejes longitudinales como en los cristales líquidos nemáticos, pero están dispuestas en capas, con las moléculas de cada plano torcidas ligeramente en relación con las moléculas de los planos de arriba y de abajo.
Aplicaciones
Los cristales líquidos se utilizan ampliamente en dispositivos con carátula o pantalla de cristal líquido (LCD, liquid crystal display)controlada eléctricamente en relojes, calculadoras y pantallas de computadora.
Estas aplicaciones son posibles porque un campo eléctrico aplicado altera la orientación de las moléculas de cristal líquido y por tanto afecta las propiedades ópticas del dispositivo.
En una carátula de reloj, un espejo refleja la luz, la cual vuelve atrás sobre sus pasos; esto hace que el dispositivo se vea claro, oiluminado. Cuando se aplica un voltaje a las placas, las moléculas de cristal líquido se alinean con el voltaje.
Polímeros
En la naturaleza encontramos muchas sustancias con una masa molecular muy alta que puede llegar hasta los millones de uma. El almidón y la celulosa abundan en las plantas; las proteínas y los ácidos nucleicos se encuentran tanto en plantas como en animales. En 1827, Jons...
Cuando un solido se calienta hasta su punto de fusión, la energía termina agregada vence las atracciones intermoleculares que confieren un orden molécular al solido. El líquido que se forma se caracteriza por la orientación aleatoria de las moléculas y un movimiento molecular considerable. Algunas sustancias empero, exhiben un comportamiento mas complejo cuando su fase solidase calienta.
En lugar de pasar directamente de la fase sólida a la fase líquida al calentarse, algunas sustancias, como el benzoato de colesterilo, pasan por una fase líquido-cristalina intermedia que posee algo de la estructura de los sólidos y algo de la libertad de movimiento que tienen los líquidos.
Tipos de fases liquido cristalinas
Las sustancias que forman cristales líquidos suelenestar constituidas por moléculas largas y aproximadamente cilíndricas. En la fase líquida normal, estas moléculas se orientan en direcciones aleatorias.
Ordenamiento en las fases líquido-cristalinas comparado con un líquido normal (no cristalino).
Las fases líquido-cristalinas, en cambio, exhiben cierto ordenamiento de las moléculas. Dependiendo de la naturaleza del ordenamiento, loscristales líquidos pueden dividirse en tres categorías: nemáticos, esmécticos y colestéricos.
En la fase líquido cristalina nemática: las moléculas están alineadas a lo largo de sus ejes longitudinales, pero no hay ningún ordenamiento respecto a los extremos de las moléculas.
En las fases líquido cristalinas esmécticas: las moléculas presentan un ordenamiento adicional más allá del de la fasenemática. Las fases esmécticas se parecen a un puñado de lápices cuyos extremos están casi alineados.
Estructuras e intervalos de temperatura de cristal líquido de algunos materiales líquido-cristalinos típicos. El intervalo de temperatura indica entre qué dos temperaturas la sustancia exhibe comportamiento de cristal líquido.
En la figura se muestran dos moléculas que exhiben fases de cristallíquido. Estas moléculas son relativamente largas en relación con su espesor. El doble enlace C=N y los anillos bencénicos hacen más rígidas las moléculas. Los anillos bencénicos planos ayudan a las moléculas a apilarse unas junto a otras. Además, muchas moléculas de cristal líquido contienen grupos polares; éstos dan pie a interacciones dipolo-dipolo que favorecen la alineación de las moléculas enla misma dirección.
(a) Ordenamiento en un cristal líquido colestérico. Las moléculas de capas sucesivas están orientadas con un ángulo característico respecto a las de las capas adyacentes a fin de evitar interacciones desfavorables.
El resultado es un eje tipo tornillo, como se aprecia en (b).
Se muestra el ordenamiento de la fase líquido-cristalina colestérica: Las moléculas estánalineadas a lo largo de sus ejes longitudinales como en los cristales líquidos nemáticos, pero están dispuestas en capas, con las moléculas de cada plano torcidas ligeramente en relación con las moléculas de los planos de arriba y de abajo.
Aplicaciones
Los cristales líquidos se utilizan ampliamente en dispositivos con carátula o pantalla de cristal líquido (LCD, liquid crystal display)controlada eléctricamente en relojes, calculadoras y pantallas de computadora.
Estas aplicaciones son posibles porque un campo eléctrico aplicado altera la orientación de las moléculas de cristal líquido y por tanto afecta las propiedades ópticas del dispositivo.
En una carátula de reloj, un espejo refleja la luz, la cual vuelve atrás sobre sus pasos; esto hace que el dispositivo se vea claro, oiluminado. Cuando se aplica un voltaje a las placas, las moléculas de cristal líquido se alinean con el voltaje.
Polímeros
En la naturaleza encontramos muchas sustancias con una masa molecular muy alta que puede llegar hasta los millones de uma. El almidón y la celulosa abundan en las plantas; las proteínas y los ácidos nucleicos se encuentran tanto en plantas como en animales. En 1827, Jons...
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