الفرق الرئيسي بين البلورات السائلة النيماتيكية والصفراء هو هيكلها. لا تحتوي البلورات السائلة Nematic على بنية مرتبة للجزيئات ، ولبلورات السائل smectic بنية جزيئية ذات طبقات ، في حين أن البلورات السائلة الكوليستيرية لها الجزيئات في ترتيب ملتوي ومراسم.
يمكن تعريف مصطلح البلورات السائلة على أنه مرحلة من المادة لها خصائص بين خصائص السوائل التقليدية والبلورات الصلبة. على سبيل المثال ، يمكن أن تتدفق البلورة السائلة مثل السائل ، لكن جزيئات البلورة السائلة تميل إلى أن تكون موجهة في طبيعة شبيهة بالبلور.هناك ثلاث مراحل رئيسية يمكن أن تحدث فيها البلورات السائلة: البلورات السائلة الموجبة للحرارة ، والبلورات السائلة المتغيرة ، والبلورات السائلة المعدنية. هناك عدة أنواع من البلورات السائلة الموجهة بالحرارة أيضًا. وتشمل هذه الأنواع البلورات النيماتيكية ، والبلورات الصغيرة ، والطور اللولبي أو الخيطيات الملتوية ، والمرحلة القرصية ، والمراحل المخروطية.
ما هي البلورات السائلة Nematic؟
البلورات السائلة Nematic هي واحدة من أكثر أنواع البلورات السائلة شيوعًا. يأتي المصطلح "nematic" من أصل يوناني حيث يحمل معنى "الخيط". هذا لأن هذا المصطلح نشأ من العيوب الطوبولوجية التي تظهر كخيوط. عادة ، تسمى هذه العيوب الطوبولوجية في النيماتودا بالتقسيمات. علاوة على ذلك ، يميل النيماتيك إلى إظهار نوع من العيوب الطوبولوجية المعروفة باسم "القنفذ".
بشكل نموذجي ، تحتوي المرحلة النيماتيكية على جزيئات عضوية كالاميتية أو على شكل قضيب ليس لها ترتيب موضعي. لكن هذه الجزيئات تميل إلى الاصطفاف الذاتي من أجل الحصول على ترتيب اتجاهي بعيد المدى له محاور طويلة متوازية تقريبًا مع بعضها البعض.لذلك ، فإن الجزيئات في هذه المرحلة حرة في التدفق ، ويميل مركز كتلة هذه الجزيئات إلى التوزيع العشوائي ، على غرار السائل. ومع ذلك ، تميل هذه الجزيئات إلى الحفاظ على الترتيب الاتجاهي بعيد المدى المماثل للطور الصلب.
في الغالب ، الأطوار الخيطية أحادية المحور. هذا يعني أن هذه الجزيئات لها محور واحد طويل (يُسمى "الدليل"). هذا هو المحور المفضل ، والمحوران الآخران متكافئان ، ويمكننا تقريبهما كأسطوانات أو قضبان. علاوة على ذلك ، يمكن أن يكون هناك نيماتيك ثنائي المحور ليس فقط الاتجاه مشابه في محورهم الطويل ولكنهم يميلون أيضًا إلى الاتجاه على طول محور ثانوي.
تظهر جزيئات الطور الخيطي سيولة تشبه السيولة في سائل متناحٍ عادي. ومع ذلك ، يمكننا بسهولة محاذاة الجزيئات في هذه المرحلة من خلال تطبيق مجال مغناطيسي أو كهربائي خارجي. عندما يتم محاذاة هذه الجزيئات في ترتيب ، تُظهر المرحلة النيماتيكية الخصائص البصرية للبلورات أحادية المحور ، وبالتالي ، فإن هذه المراحل مفيدة جدًا في شاشات الكريستال السائل.
ما هي البلورات السائلة Smectic؟
البلورات السائلة Smectic هي نوع من البلورات السائلة التي لها طبقات محددة جيدًا من الجزيئات قادرة على الانزلاق فوق بعضها البعض. هذا السلوك مشابه لتأثيرات الانزلاق التي يعطيها الصابون. علاوة على ذلك ، تحدث البلورات السائلة السائلة عند درجات حرارة أقل من تلك الموجودة في البلورات السائلة النيماتيكية. نشأ مصطلح smectic من الكلمة اللاتينية "smectius" والتي تعني "التنظيف" ؛ بمعنى آخر ، إنه يعني وجود خصائص شبيهة بالصابون. لذلك ، يتم وضع المرحلة smectic بالترتيب على طول اتجاه واحد.
الشكل 01: مرحلة Smectic A في طور C الأيسر و Smectic في اليمين
يمكننا أن نلاحظ مرحلتين مختلفتين من الطحالب مثل المرحلة A smectic و المرحلة C smectic. تحتوي المرحلة A smectic على جزيئات موجهة جنبًا إلى جنب مع الطبقة العادية ، بينما تميل جزيئات C smectic بعيدًا عنها.علاوة على ذلك ، يظهر هذا النوع من الطور كسائل داخل الطبقات. ومع ذلك ، يمكن أن يكون هناك العديد من الأنواع المختلفة من المراحل الصغيرة التي تختلف عن بعضها البعض وفقًا لنوع ودرجة الترتيب الموضعي والتوجيهي.
ما هي البلورات السائلة الكوليسترول؟
البلورات السائلة الكوليسترول هي نوع من البلورات السائلة مصنوعة فقط من جزيئات مراوان. هذا النوع من الطور يظهر chirality. في كثير من الأحيان ، نسمي هذه المرحلة بالطور اللولبي أو الطور النيماتي الملتوي بسبب تماثله. يأتي مصطلح الكوليسترول من ملاحظته الأولى حيث ظهرت هذه المرحلة من المادة لأول مرة في مشتقات الكوليسترول. يمكننا أن نلاحظ هذا النوع من الطور يظهر التواء الجزيئات ، والتي تكون متعامدة مع المخرج حيث يكون المحور الجزيئي موازيًا للمخرج.
الشكل 02: المرحلة الكوليسترول
هناك زاوية انحناء محدودة بين الجزيئات المجاورة في هذه المرحلة بسبب التعبئة غير المتماثلة للجزيئات. يتسبب هذا النوع من التعبئة في ترتيب مراوان طويل المدى. عادة ، نحدد الملعب اللولبي أو "p" فيما يتعلق بخصائص البلورات السائلة الكوليستيرية حيث يشير إلى المسافة التي تمر خلالها جزيئات الكريستال السائل بلف دائرة كاملة (التفاف 360 درجة).
ما هو الفرق بين البلورات السائلة Nematic Smectic و Cholesteric؟
الأطوار النمائية والسمكية والكوليستيرية هي ثلاث مراحل مختلفة من المادة التي تقع تحت البلورات السائلة الموجهة بالحرارة. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين البلورات السائلة الصفراوية والكوليستيرية في أن البلورات السائلة nematic ليس لها بنية مرتبة للجزيئات ، وأن البلورات السائلة smectic لها بنية جزيئية ذات طبقات ، في حين أن البلورات السائلة الكوليستيرية لها جزيئات في ترتيب ملتوي ومعاكس.
أدناه ملخص للفرق بين البلورات السائلة nematic smectic و Colesteric في شكل جدول.
ملخص - Nematic Smectic مقابل البلورات السائلة الكوليستيرية
الأطوار النمائية والسمكية والكوليستيرية هي ثلاث مراحل مختلفة من المادة التي تقع تحت البلورات السائلة الموجهة بالحرارة. الفرق الرئيسي بين البلورات السائلة nematic و smectic و Colesteric هو أن البلورات السائلة nematic ليس لها بنية مرتبة للجزيئات ، وأن البلورات السائلة smectic لها بنية جزيئية طبقات ، في حين أن البلورات السائلة الكوليستيرية لها الجزيئات في ترتيب ملتوي ومراسم.
