Cristales liquidos polimericos

Cristales líquidos poliméricos

Introducción.

El estudio de los cristales líquidos comenzó en 1888, cuando un botánico austriaco llamado Friedrich Reinitzer observó que un material conocido como “benzoato colesteril” tenía dos puntos distintos de fusión. Reinitzer calentó una muestra sólida de este material y observó que a una dada temperatura el sólido fundía y obtenía un líquido deaspecto turbio y nebuloso. Al continuar calentando, se alcanzaba un cierto valor de temperatura en donde el líquido cambiaba su aspecto y se volvía claro y transparente. Debido a este descubrimiento, se ha reconocido a Reinitzer como el descubridor de un nuevo estado de la materia: el estado de cristal líquido.
Clásicamente la materia se encuentra en tres estados: sólido, líquido y gas. Noobstante, existen ciertos compuestos orgánicos, formados por moléculas con fuerte anisotropía, en los que el paso del sólido al líquido no se produce en una única transición. Existen fases intermedias que reciben el nombre de fases mesomórficas o mesofases, las cuales presentan propiedades mecánicas y de simetría también intermedias entre las de los sólidos y las de los líquidos.
El estadode cristal líquido se define como un estado de la materia donde el orden molecular es intermedio entre el perfecto orden posicional y orientacional de largo alcance que se encuentra en un sólido cristalino, y aquel estado con ausencia total de orden a largo alcance que poseen los líquidos isótropos, es decir, los cristales líquidos presentan orden orientacional de largo o medio alcance y poco oningún orden posicional. Como vemos en la figura siguiente las moléculas presentan siempre una tendencia a permanecer alineadas según un eje común denominado director y esto difiere de lo observado en líquidos, en donde no hay ningún tipo de orden orientacional.
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A menudo, puede resultar complicado establecer si un material dado se encuentra en estado de cristal líquido o en estado desólido cristalino. Se utiliza para ello el parámetro de orden (S) que cuantiza de cierta manera el grado de orden presente en una estructura dada.
Dicho parámetro se define según:
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Donde θ es el ángulo entre el director y el eje principal de la molécula. La expresión entre corchetes se calcula como un promedio de todas las moléculas de lamuestra tomada y luego se definen los siguientes rangos:

➢ S > 0.9 ( Sólido cristalino
➢ S < 0.3 ( Estado líquido
➢ 0.3< S < 0.9 ( Cristal líquido

El parámetro S varía con la temperatura, que confiere movimiento molecular al sólido y promueve el desorden de la estructura al aumentar su energía cinética. En la siguiente figura, podemos apreciar dicha variación para uncristal líquido particular: Tni es la temperatura de transición de fase de un CL nemático a líquido isótropo

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Clasificación de los cristales líquidos

Como se dijo anteriormente, en un cristal líquido las moléculas presentan una marcada anisotropía. Esta puede ser de forma o de solubilidad. En el primer caso, las partículas tendrán una de sus dimensiones bastante distinta alas otras dos. En el segundo caso, la solubilidad presentará una apreciable variación de una parte a otra de la molécula.
Se clasifica entonces a los cristales líquidos según el tipo de anisotropía que presenten sus moléculas.

Cristales líquidos con anisotropía de forma

Existen dos tipos de cristales líquidos cuyas moléculas presentan anisotropía de forma: calamíticos ydiscóticos. Los calamíticos se caracterizan por tener en su estructura moléculas con uno de sus ejes mucho más largo que los otros dos. A continuación se presenta un ejemplo de una molécula con esas características:
Por su parte los cristales líquidos discóticos están formados por moléculas con forma de disco, es decir que tienen un eje mucho mas corto que los otros dos. Típicamente, la parte...