بلورات سائلة

عودة للموسوعة

بلورات سائلة

طور خيطي متعرج من نسيج الكريستال السائل

البلورات السائلة Liquid crystals) LCs) هي مواد لها مظهر السائل ولكن جزيئاتها تكون مرتبة في مستويات معينة مثل البلورات , وهوحدوث تحول في الماده واعادة ترتيب الجزيئات في نفس الحالة.

تعهد البلورات السائلة بانها الحاله الوسطيه التي ينحصر تكوينها بين الحالة الصلبة البلورية المنتظمة الذي تكون فيه الجزيئات مقيدة الحركة وذات نظام هندسي ذي ثلاث ابعاد والحالة السائلة العادية غير المنتظمة والتي تتحرك جزيئات الماده فيه بصوره عشوائيه.

التاريخ

منذ زمن بعيد قياسا بتطور التكنولوجيا الحديثة، وبالتدقيق في العام 1888، كان عالم النبات النمساوى فريدريك راينيترز قد اكتشف المادة المسماة (بنزول الكوليستيريل) ولاحظ حتى لهذه المادة الغريبة صفة تتسم بالشذوذ، إذ أنها تنصهر في حرارة تبلغ 145 درجة مئوية، ولكنها لا تصبح سائلا لا لون له إلا عندما تصل الحرارة إلى 179 درجة مئوية وفي هذه الحالة الوسيطة تكون المادة غروية غير شفافة.

.

الهجريب الكيميائي لجزيء بنزوات الكوليسترول

وقام الفيزيائي اوتوليمان الذي كان آنئذ يعمل في مدينه كارلسروه الألمانية، بدراسة هذا الشذوذ فاكتشف حتى «بنزول الكوليستيريل» يمر بحالة ثالثة هى بين الحالتين الصلبة (أوالجامدة) والسائلة، واخترع ليهمان لهذه الحالة تسمية "البلورات السائلة" مما فجر خلافا عنيفا داخل الأوساط الفهمية التي أظهرت إهتماما فوريا بهذه الظاهرة.

وسرعان ما راحت الصناعة الكيميائية الألمانية تعمل على استطلاع حقائق البلورات السائلة من دون حتى تكون لديها أى فكرة واضحة عن الكيفية التي يمكن استعمالها بها. وكانت شركة "مرك" التي تتخذ من دارمشتات مقرا لها هى الرائدة في هذا الميدان، إذ أنزلت ما أسمته بالبلورات السائلة والمائعة إلى الأسواق منذ عام 1904 وفي السنة نفسها نشر أوتوليمان في كارلسروه دراسة عن هذا اللغز، .

ولم تمض ثماني سنوات إلا وبدأت مبادرة شركة "ميرك" تعطى ثمارها المربحة، وقد قامت هذه الشركة الرائدة في عالم البلروات السائلة بدراسة خصائص عدة مئات من المواد البلورية السائلة.

وفي عام 1968 اكتشف جورج هيلماير في مدينة پرنستون، نيوجرزي الأمريكية أنه إذا ما تعرضت البلورات السائلة إلى شحنة كهربائية فإنها تكسر الضوء بشكل مغاير لذلك الذي تكسره البلورات نفسها إذا لم تكن واقعة داخل حقل كهربائي، وكانت هذه ملاحظة شكلت نقطة إنطلاق عظيمة بالنسبة لفريق أبحاث شركة "ميرك" وكان هذا الفريق قد تفهم سلوك الجزئيات في سلسلة كاملة من البلورات السائلة وسرعان ما استطاع التحقق من ماهية المركبات التي تظهر خواص كسر الضوء التي اكتشفها هيلماير أكثر من غيرها.

أوتوليمان
الهجريب الكيميائي لجزيء N-(4-ميث أوكسي بنزيلدين)-4-بوتيل أنيلين (MBBA)


تصميم المواد البلورية السائلة

ومن المعروف حتى عدد كبير جدا من المركبات الكيميائية حتى تظهر فترة واحدة أوالكثير من المراحل «البلورية السائلة». رغم الاختلافات الهامة في الهجريب الكيميائي ، وهذه الجزيئات لديها بعض السمات المشهجرة في الخصائص الفيزيائية والكيميائية وهنالك نوعان من «البلورات السائلة» وتتميز بوليمرات البلورات السائلة ببنيتها الميكروية القضيبية الشكل,وفي أثناء طور الانصهار تصطف جزئياتها في اشكال شديدة الانتظام تؤدي إلى عدد من السمات الفريدة، منها انخفاض حرارة التبلور ، والنوع الثاني القرصية المستوية تتكون من مجموعة أساسية من الحلقات العطرية «الاروماتية» المجاورة. وهذا يسمح لاثنين منها بالبعد العمودي وترتيب جزيئاتها على شكل قضبان متطاولة،

• يجب حتىقد يكون شكل الجزيئي رقيق نسبيا أومسطح ، في أطر جامدة جزيئية.
• يجب حتىقد يكون طول الجزيئي 1.3 نانومتر على الأقل مع وجود مجموعة ألكيل طويلة, نجد كثير من البلورات السائلة تتكون في درجة حرارة الغرفة.
• لا ينبغي حتى تكون البنية متفرعة أوزاويّة.
• درجة الانصهار المنخفضة هي الأفضل من أجل تجنب عدم الاستقرار، في المراحل البلورية السائلة أحادية التوجه . السلوك mesomorphic في درجات الحرارة المنخفضة بشكل عام هوأكثر فائدة تكنولوجيا، ومجموعات ألاكيل الطرفية تعزز ذلك.

أطوار البلورات السائلة

المراحل المتنوعة LC وتسمى (الطور المتوسط) يمكن حتى توصف حسب نوع الطلبية.يمكن ان تكون البلورات السائلة متراصة في شكل شبكة. والنظام التوجهي الذي تكون فيه (تشكيل الجزيئات معظمها في نفس الاتجاه)

هناك الكثير من انواع البلورات السائله والتي تختلف باختلاف ترتيب جزيئاتها والكثير منها ذات أهمية تكنلوجية واكثرها اهمية هي التي تمتلك الترتيب الذي يوضحه الشكل التالي وتعهد البلورات السائلة في هذا الترتيب بـ (Twistic nematic liquid crystal ‏ )‏ البلورات السائلة ذات النوع الدوار الملتوي وتختصر ب TN وفيه الطبقات تستمر على المحاور الطولانية للجزيئات كما ان المحاور الطولانيه تدور بزاوية صغيره من الطبقه الي التي تليها. هذا النوع من البلورات السائلة (TN) اُستخدم في صناعة حساسات درجة الحرارة التي يتغير لونها بتغير درجة الحرارة كما تعتبر من الأنواع الشائعة التي تستخدم في شاشات البلورات السائلة LCD والتي تعهد بعارضات البلورات السائلة The liquid crystal displaysLCDs والتي تتواجد في الآلات الحاسبة والساعات.

في ترتيب المراحل البلورية السائلة واسعة النطاق على المستوى الجزيئي. هذا الترتيب يمتد حتى حجم المجال بأكمله، قد يحدث في حدود ميكرومتر ، ولكن عادة لا يضم مقياس العين المجردة , ويحدث غالبا في البلورات التقليدية الحدود للمواد الصلبة . لكن بعض التقنيات التطبيقية ، مثل استخدام حقل كهربائي وكلا من هذه التطبيقات تعتمد على الكيفية التي تتفاعل بها البلورات السائلة مع الضؤ . .

البلورات السائلة «اللايوتروبية»

اللايوتروبية ‹Lyotropic liquid crystal› تنشا الأطوار الوسطيه لهذا الصنف بدرجة حرارة الغرفة اوفي درجة حرارة عاليه عند اضافة حجوما معينه من مذيبات قطبيه مثل الماء اوالكحول إلى مركبات عضويه معينه بعمل تاثير هذه المذيبات على القوى الرابطه لتلك المركبات العضوي

البلورات السائلة مدارية الحرارة «الثرموتروبية»

تنشا الأطوار الوسطيه لهذا النوع بالاعتماد على درجات الحرارة ومقدار التغير الحاصل فيها لذا تدعى بالاطوار الوسطيه المحفزه بالحراره

ألاطوار المتوجه بالحرارة هي تلك التي تحدث في نطاق درجة حرارة معينة. إذا كان درجة الحرارة مرتفعة جدا، فان ارتفاعها يؤدي إلى ان الحركة الحرارية تدمر ترتيب الروابط التعاونية الحساسة LC، ودفع الخواص التقليدية للمواد في الطور السائل . في درجة حرارة منخفضة جدا معظم المواد تشكيل الكريستال التقليدية. تصنيف البلورات السائلة الثرموتروبية

  • البلورات السائلة السمكتية وهي تتألف من طبقات مسطحة من جزيئات لها شكل «السيجار» ومحاورها الطولية متوازية.

وسمك الطبقة يساوي طول جزيء واحد أوجزيئين. والجزيئات في الطبقة الواحدة قد تكون مرتبة أوعشوائية بحسب طبيعة المادة. وتنزلق الطبقات بعضها فوق بعض بحرية. ولكن الجزيئات في الطبقة الواحدة تظل موجّهة ولا تتحرك فيما بين الطبقات ولكن تتحرك داخلها.

  • البلورات السائلة النيماتيهقد يكون الانتظام في هذا النوع من الأطوار الوسط أقل منه في حالة الطور السمكتي ويكون الطور

النيماتي أكثر سيولة. تظل محاور الجزيئات الطوليةُ متوازيةً ولكنها غير منفصلة في طبقات، والتهيج الحراري يجعل الجزيئات تهتز حول اتجاه وسطي .

  • البلورات السائلة الكولستيرية وتتألف هذه البلورات من طبقات رقيقة يساوي سمك الطبقة فيها طول جزيء واحد. وتترتب الجزيئات لتكون محاورها الطولية في مستوي الطبقة وتكون هذه المحاور متوازية بعضها مع بعض في الطبقة الواحدة

كثير من الموجهات الحرارية تتخذ اطوار واشكال مختلفة بتغير درجة الحرارة , على سبيل المثال الجزيء الذي يسمى «ميسوجين» يمكن ان يخذ اطوار واشكال عديدة حدثا زادت درجة الحرارة .


الطور الخيطي

المحاذاة في الفترة الخيطية.
فترة انتنطقية بين خيطية (يسار) وتراص جزئيء (يمين) لاحظ ألاطوار بين المستقطبات المتقاطعة . اللون الأسود يقابل الخواص المتوسطة.

طور تراصف الجزيئات

رسم تخطيطي المحاذاة في مراحل التراص الجزييء. طور التراصف الجزييء(يسار) والجزيئات بتنظيم على شكل طبقات. في صفحة تراصف الجزيئات الجزئي C (يمين)، تميل الجزيئات داخل طبقات.

مراحل التراص الجزئيء والتي توجد عند درجات حرارة منخفضة اكثر من الجزئيات الخطيطة . في النموذج الطبقات محددة جيدا ويمكن حتى تنزلق فوق بعضها البعض بطريقة مماثلة لتلك التي من الصابون. حدثة "smetic" مشتق من الحدثة اللاتينية "smecticus"، وهي تعني تنظيف ، أووجود خصائص الصابون مثل الانزلاق .

الأطوار عديمة التناظر (عديم التناظر المرائّي)

رسم تخطيطي لاطوار البلورات السائلة في تنظيم متماريء. الفترة الخيطية مراوان (يسار)، وتسمى أيضا تراصف الجزيئات التام ، طور التراصف C * (يمين).
الطور الخيطي الكيرالي؛ P يشير إلى درجة الانطباقية (انظر النص)

استخدامات البلورات السائلة

  • تستخدم في مجال استخراج النفط
  • في المجال الطبي
  • التطبيقات شاشات أجهزة تلفزيونية خاصة وشاشات الحواسيب وشاشات الآلات الحاسبة

Liquid Crystal Display (L.C.D)


وصلات داخلية

  • بلورة
  • زجاج بلوري
  • بلاستيك بلوري
  • شاشة بلورية سائلة
  • شاشة بلورية
  • تبلور البلاستيك

المراجع

  1. ^ Reinitzer, Friedrich (1888). "Beiträge zur Kenntniss des Cholesterins". Monatshefte für Chemie (Wien). 9 (1): 421–441. doi:10.1007/BF01516710.
  2. ^ Lehmann, O. (1889). "Über fliessende Krystalle". Zeitschrift für Physikalische Chemie. 4: 462–72.
  3. ^ http://plc.cwru.edu/tutorial/enhanced/files/lc/chem/chem.htm
  4. ^ Chandrasekhar, S. (1992). (2nd ed.). Cambridge: Cambridge University Press. ISBN .
  5. ^ de Gennes, P.G. and Prost, J (1993). The Physics of Liquid Crystals. Oxford: Clarendon Press. ISBN .CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  6. ^ Dierking, I. (2003). . Weinheim: Wiley-VCH. ISBN .
  7. ^ Collings, P.J. and Hird, M (1997). Introduction to Liquid Crystals. Bristol, PA: Taylor & Francis. ISBN .CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  8. ^ Shao, Y.; Zerda, T. W. (1998). "Phase Transitions of Liquid Crystal PAA in Confined Geometries". Journal of Physical Chemistry B. 102 (18): 3387–3394. doi:10.1021/jp9734437.
  9. ^ "smectic". Merriam-Webster Dictionary.

وصلات خارجية

هنالك المزيد من الملفات في ويكيميديا كومنز حول :
بلورات سائلة
  • "History and Properties of Liquid Crystals". Nobelprize.org. Retrieved June 6, 2009.
  • Definitions of basic terms relating to low-molar-mass and polymer liquid crystals (IUPAC Recommendations 2001)
  • An intelligible introduction to liquid crystals from Case Western Reserve University
  • Liquid Crystal Physics tutorial from the Liquid Crystals Group, University of Colorado
  • Liquid Crystals & Photonics Group – Ghent University (Belgium), good tutorial
  • Simulation of light propagation in liquid crystals, free program
  • Liquid Crystals Interactive Online
  • Liquid Crystal Institute Kent State University
  • Liquid Crystals a journal by Taylor&Francis
  • Molecular Crystals and Liquid Crystals a journal by Taylor & Francis
  • Hot-spot detection techniques for ICs
  • What are liquid crystals? from Chalmers University of Technology, Sweden
  • H. Kleinert and K. Maki (1981). "Lattice Textures in Cholesteric Liquid Crystals" (PDF). Fortschritte Physik. 29 (5): 219. doi:10.1002/prop.19810290503.
  • Progress in liquid crystal chemistry Thematic series in the Open Access Beilstein Journal of Organic Chemistry
  • DoITPoMS Teaching and Learning Package- "Liquid Crystals"

تاريخ النشر: 2020-06-04 18:18:54
التصنيفات: CS1 maint: multiple names: authors list, تغيرات الأطوار, بلورات سائلة, مواد لينة, مواد بصرية, اطوارالتحولات, مقالات جيدة في en

مقالات أخرى من الموسوعة

سحابة الكلمات المفتاحية، مما يبحث عنه الزوار في كشاف:

آخر الأخبار حول العالم

«جمارك طرود البريد» تحبط محاولة تهريب طائرة تجسس مفككة

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-04 00:20:53
مستوى الصحة: 49% الأهمية: 67%

إحالة متهمين بسرقة حقائب السيدات فى حلوان للجنايات

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-04 00:20:47
مستوى الصحة: 60% الأهمية: 58%

عضو تنسيقية شباب الأحزاب يدير جلسة حول «الطريق إلى قمة المناخ 27»

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-04 00:20:52
مستوى الصحة: 50% الأهمية: 67%

البنك الدولى: ارتفاع كبير فى حجم الدين السيادى أثناء أزمة كورونا

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-04 00:20:53
مستوى الصحة: 58% الأهمية: 63%

ضبط لحوم غير صالحة للاستهلاك الآدمى فى حملة بدمياط

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-04 00:20:44
مستوى الصحة: 51% الأهمية: 69%

عروس البحر المتوسط

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-04 00:20:54
مستوى الصحة: 53% الأهمية: 56%

وزير الطيران: العاصمة الإدارية مستقبل مصر الجديدة

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-04 00:20:42
مستوى الصحة: 53% الأهمية: 60%

«أنجريد برجمان حاولت أن تتقرب لي ولم أهتم».. رسائل عرسان فاتن حمامة

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-04 00:20:57
مستوى الصحة: 50% الأهمية: 67%

مرشح لمقعد نقيب المهندسين بالغربية: المنصب تكليف وليس تشريف

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-04 00:20:45
مستوى الصحة: 58% الأهمية: 58%

لجنة انتخابات الوفد تكشف مدى وفاء المرشحين بالالتزامات المالية

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-04 00:20:52
مستوى الصحة: 46% الأهمية: 52%

يوسف حسنى يُشعل مسرح الدوم بأغنية «خلص تارك»

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-04 00:20:49
مستوى الصحة: 53% الأهمية: 54%

منشورات نابو تطرح رواية "الشهر الثالث عشر" للروائي أحمد سعداوي

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-04 00:20:56
مستوى الصحة: 50% الأهمية: 54%

تجديد حبس مسجل خطر متهم بسرقة أحد المحال فى الجمالية

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-04 00:20:47
مستوى الصحة: 49% الأهمية: 63%

«الملكة نيت حتب».. ماذا تعرف عن أقدم ملكات مصر القديمة؟

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-04 00:20:56
مستوى الصحة: 55% الأهمية: 65%

“فولكس فاجن” الألمانية تعلن وقف تصنيع السيارات في روسيا

المصدر: وطنى - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-03-04 00:21:02
مستوى الصحة: 58% الأهمية: 55%

واشنطن تدعو إلى الحفاظ على الهدوء وعدم تصعيد التوترات في ليبيا

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-04 00:20:51
مستوى الصحة: 58% الأهمية: 67%

«كورونيات».. كتاب يسأل: هل تعود حياتنا كما كانت قبل كورونا؟

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-04 00:20:56
مستوى الصحة: 54% الأهمية: 63%

إصابة 13 فى حادث تصادم بطريق «السويس - العين السخنة»

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-03-04 00:20:45
مستوى الصحة: 48% الأهمية: 54%

تحميل تطبيق المنصة العربية