cristales liquidos

CRISTALES LÍQUIDOS
Un nuevo estado de la materia

(Versión básica)
Miguel Ramos Riesco
María Victoria García Pérez,
María Isabel Redondo Yélamos
y
José A. Rodríguez Cheda
cheda@quim.ucm.es
Departamento de Química-Física
Facultad de Quimicas
Universidad Complutense
28040 Madrid.

INDICE

1 - Estados de la Materia
2 - Mesofases o Estados Mesomórficos
- Cristal plástico
-Cristal Líquido
3 - Clasificación de los Cristales Líquidos
- Por geometría molecular: Calamíticos
Discóticos
- Por causa de aparición: Termotrópicos
Liotrópicos

4 - Estructura de los Cristales Líquidos
Tipos de estructuras:
a) Termotrópicos
b) Liotrópicos

5 - Métodos experimentales para la
determinación de estructuras de Cristales
Líquidos:
a) Microscopía de luz Polarizada
b)Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC)
c) Rayos X

6- Observaciones al microscopio de texturas:
Videos de Cristales Líquidos Iónicos
Sustancias Mesógenas
Cristales Líquidos Nemáticos

7- Aplicaciones tecnológicas de los cristales
líquidos (resumen general)
Visualización de datos en pantalla (LCD)
Ventanas inteligentes
Fibras poliméricas altamente resistentes

1- ESTADOS DE LA MATERIAEstados tradicionales:

SÓLIDO

LÍQUIDO
GAS
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Clasificación más actual de los estados de la materia :
SÓLIDO

MESOFASE

LÍQUIDO

GAS
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2- MESOFASES O ESTADOS MESOMÓRFICOS:
La palabra “meso” en griego significa “entre”. En la
actualidad se conocen dos fases estables intermedias
entre las fases sólida y líquida:
•CRISTAL PLÁSTICO: Forma yvolumen
constantes, como en un sólido.
•CRISTAL LÍQUIDO: Forma y volumen de la
vasija que lo contiene, como en un líquido.
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La condición necesaria, pero no suficiente, para
que una sustancia química pueda formar una
mesofase, es que sus moléculas posean un factor
geométrico que las haga orientables en el espacio
(que sean alargadas, en forma de listón, cilindro,
disco,etc).
Una sustancia mesógena (es decir, que puede
generar fase de Cristal Líquido o Cristal Plástico),
ha de poseer, en estado sólido, dos órdenes:
“posicional” y “orientacional”.
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La forma termodinámica estable del estado sólido
es el Cristal o Estado Cristalino
Lo característico de un cristal es que posee
necesariamente orden posicional

ORDEN POSICIONAL (CÚBICO)Volver al Indice

Existen cristales con orden posicional y orden
orientacional. Este último sólo es posible si las
moléculas poseen una forma geométrica orientable
en el espacio (p.e., forma elipsoidal):

CRISTAL CON ORDEN POSICIONAL Y ORIENTACIONAL
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Al calentar una sustancia de estas características
(dos órdenes) pueden ocurrir tres procesos diferentes
al llegar a unacierta temperatura:
1. pierde simultáneamente tanto el orden
orientacional como el posicional, pasando a un
Líquido Ordinario (isotrópico), a la
temperatura de fusión

CRISTAL CON ORDEN POSICIONAL
Y ORIENTACIONAL

LÍQUIDO ISOTRÓPICO
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2. pierde totalmente el orden orientacional,
conservando todo el posicional, pasando a una
mesofase llamada Cristal Plástico (transiciónsólido-sólido), y, posteriormente, a líquido
isotrópico (temperatura de fusión) .
3. pierde total o parcialmente el orden posicional,
pero conservando totalmente el orientacional
(temperatura de fusión) y se obtiene una
mesofase de Cristal Líquido, pasando
posteriormente a líquido isotrópico (temperatura de isotropización o “clearing”)
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Por eso, el poseer los dosórdenes es una condición
necesaria, pero no suficiente.
Además, es obvio que una misma sustancia no
puede presentar los dos comportamientos
mesomórficos de cristal plástico y de cristal líquido,
al ser ambos excluyentes .

En las siguientes imágenes se muestran
esquemáticamente estos tres procesos.
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CRISTAL PLÁSTICO

CRISTAL

ión
sic
n
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T

Fu
sió
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Fusión...