Кристаллы Обладают периодической (атомной, молекулярной или иной) структурой, которая называется кристаллической решеткой, и обычно имеют форму правильного многогранника. Одним из первых, кто выдвинул идею существования кристаллической решетки, был Ньютон.

Большинство твёрдых материалов являются поликристаллическими, т.е. состоят из множества, беспорядочно соединённых, мелких кристаллов, поэтому симметричной формой не обладают. В противоположность им крупные одиночные кристаллы называют монокристаллами. Большинство твёрдых материалов являются поликристаллическими, т.е. состоят из множества, беспорядочно соединённых, мелких кристаллов, поэтому симметричной формой не обладают. В противоположность им крупные одиночные кристаллы называют монокристаллами.

Есть особенность, присущая всем монокристаллам – анизотропия (от греч «анизос» - неравный» и «тропос» - «направление»). Т.е. зависимость физических свойств от направления внутри кристаллов. По разным направлениям в кристаллах могут быть неодинаковыми механическая прочность, теплопроводность, электропроводность, тепловое расширение... Причина анизотропии кристаллов – упорядоченное расположение в них частиц, приводящее к различию расстояний и интенсивности взаимодействия этих частиц по разным направлениям внутри кристаллической решетки. Есть особенность, присущая всем монокристаллам – анизотропия (от греч «анизос» - неравный» и «тропос» - «направление»). Т.е. зависимость физических свойств от направления внутри кристаллов. По разным направлениям в кристаллах могут быть неодинаковыми механическая прочность, теплопроводность, электропроводность, тепловое расширение... Причина анизотропии кристаллов – упорядоченное расположение в них частиц, приводящее к различию расстояний и интенсивности взаимодействия этих частиц по разным направлениям внутри кристаллической решетки.

Жидкость Жидкости характеризуются компактным расположением частиц, что вызывает малую их сжимаемость по сравнению с газами. Ей присущи некоторые свойства и твёрдого тела (сохраняет свой объём, обладает определённой прочностью на разрыв), и газа (принимает форму сосуда, в котором находится). Жидкости отличаются от твердой фазы большей подвижностью частиц, текучестью и изотропностью, то есть одинаковостью физических свойств по различным направлениям. Между частицами жидкости существуют равномерно распределенные по объему и перемещающиеся пустоты с размерами, сопоставимыми с размерами частиц. Жидкости характеризуются компактным расположением частиц, что вызывает малую их сжимаемость по сравнению с газами. Ей присущи некоторые свойства и твёрдого тела (сохраняет свой объём, обладает определённой прочностью на разрыв), и газа (принимает форму сосуда, в котором находится). Жидкости отличаются от твердой фазы большей подвижностью частиц, текучестью и изотропностью, то есть одинаковостью физических свойств по различным направлениям. Между частицами жидкости существуют равномерно распределенные по объему и перемещающиеся пустоты с размерами, сопоставимыми с размерами частиц.

Жидкости присущ определенный объем. Она стремиться принять такую форму, которая способствовала бы минимальной площади ее поверхности, так как для увеличения поверхности жидкости требуется дополнительная энергия, которая определяется поверхностным натяжением. Поверхностное натяжение возникает из-за неуравновешенности межмолекулярных сил, действующих у поверхности жидкости. Оно минимально, когда жидкость принимает сферическую форму.

Жидкие кристаллы Жидкокристаллическим (мезоморфным) состоянием вещества называется такое состояние, свойства которого являются промежуточными между свойствами твердого кристалла и жидкости. Согласно законам термодинамики, агрегатные состояния веществ подразделяются на три вида: твердое, жидкое и газообразное некоторые органические материалы переходят из твердого состояния в жидкое, испытывая ряд переходов, включающих образование новой фазы, которую называют жидкокристаллическим состоянием (жидким кристаллом).

Применение жидких кристаллов Одно из важных направлений использования жидких кристаллов термография. Подбирая состав жидкокристаллического вещества, создают индикаторы для разных диапазонов температуры и для различных конструкций. Например, жидкие кристаллы в виде плёнки наносят на транзисторы, интегральные схемы и печатные платы электронных схем. Неисправные элементы сильно нагретые или холодные, неработающие сразу заметны по ярким цветовым пятнам. Новые возможности получили врачи: жидкокристаллический индикатор на коже больного быстро диагностирует скрытое воспаление и даже опухоль. С помощью жидких кристаллов обнаруживают пары вредных химических соединений и опасные для здоровья человека гамма- и ультрафиолетовое излучения. На основе жидких кристаллов созданы измерители давления, детекторы ультразвука. Но самая многообещающая область применения жидкокристаллических веществ информационная техника. От первых индикаторов, знакомых всем по электронным часам(рис. 6), до цветных телевизоров с жидкокристаллическим экраном (рис. 7)прошло лишь несколько лет. Такие телевизоры дают изображение весьма высокого качества, потребляя ничтожное количество энергии от малогабаритного аккумулятора или батарейки.

Кристаллы и кристаллические материалы находят применение во многих приборах и устройствах, с которыми мы сталкиваемся каждый день. Кристаллы используются: В компьютерах и мобильных телефонах Аудио- и видеотехнике. Без кристаллов не могут работать многие сложные современные устройства для обработки, передачи и хранения информации, Кристаллы применяются для трансформации одного вида энергии в другой Кристаллы нужны для создания когерентных источников света и управления лазерным излучением Великолепие кристаллов издревле вдохновляет людей на создание красивейших ювелирных украшений и декоративных изделий. Кристаллы необходимы для обработки поверхностей. Потребность в кристаллах в мире очень высока Десятки тысяч тонн разнообразных кристаллов выращиваются ежегодно, и специалисты по росту и исследованию кристаллов постоянно востребованы как у нас в стране, так и за рубежом. Работы по созданию технологий кристаллических материалов входят в Перечень Приоритетных направлений развития науки, технологий и техники Российской Федерации, утвержденный Президентом РФ.

Впервые образование новой, необычной фазы было замечено австрийским ботаником Рейнитцером в 1888, когда он определял свойства полученного им нового органического вещества. Это вещество плавится в две стадии: сначала образуется мутный расплав, а дальнейшее повышение температуры превращает этот расплав в прозрачную жидкость. При исследовании оптических свойств этого вещества было обнаружено, что при нагревании оно переходит из кристаллической фазы в жидкую через промежуточную форму с анизотропными оптическими свойствами. Интервал этого перехода достаточно велик и составляет 34°С.

Строение Жидкие кристаллы образуются из молекул, имеющих разную геометрическую форму (чаще всего – удлиненных или дискообразных). Электрическими межмолекулярными силами определяется характер «упаковки» молекул, т.е. то, как они геометрически соотносятся друг с другом.

Так же, в силу своей не идеальности, не даёт достаточную контрастность цвета, ведь, включённый пиксель всё равно пропускает какое-то небольшое количество света от лампы подсветки. Из-за этого не удаётся достичь по- настоящему глубокого черного. А вот яркость ЖК-экранов велика. Более того, при яркой внешней засветке (например, в солнечный день в комнате, окна которой выходят на юг) ЖК- экраны обеспечивают как большую яркость, так и большую контрастность изображения