Твердые тела Кристаллические и аморфные тела Кристаллическая решетка Моно- и поликристаллы Анизотропия Изотропия Жидкие кристаллы Полимеры Использование кристаллов в технике

Кристаллические и аморфные тела. Жидкие кристаллы. Полимеры. Использование кристаллов в технике. Твердыми являются тела, сохраняющие свой объем и форму. Кристаллы – это твердые тела, обладающие трехмерной периодической атомной (молекулярной, ионной) структурой, называемой кристаллической решеткой. Монокристаллы – одиночные кристаллы, имеющие форму правильных симметричных многогранников. Свойства кристаллов: анизотропия – неодинаковость физических свойств (механических, электрических, тепловых, оптических и т.п.) по различным направлениям; правильность геометрической формы; определенная температура перехода в жидкое состояние (температура плавления). Твердые тела, состоящие из множества беспорядочно сросшихся монокристаллов, являются поликристаллическими. Примеры: соль, сахар, лед, алмаз, кварц, железо, медь, гранит. Аморфные тела – тела, у которых отсутствует строгая периодичность по всем направлениям, присущая кристаллам. Они являются переохлажденными жидкостями с чрезвычайно большой вязкостью. Свойства: изотропия – одинаковость физических свойств по всем направлениям; твердость (твердое тело) при низких температурах; текучесть (жидкость) при более высоких температурах; отсутствие определенной температуры плавления (при повышении температуры вещество размягчается и становится жидким). Примеры: стекло, янтарь, битум, полимер, пластмасса.

Большинство веществ при определенной температуре может находиться только в одном из агрегатных состояний: твердом, жидком, газообразном или плазменном. Однако некоторые органические вещества при повышении температуры могут переходить в жидкокристаллическое состояние. Эти вещества называют жидкими кристаллами. В таком состоянии вещество одновременно обладает физическими свойствами как твердого тела – анизотропией, так и жидкости – текучестью. В настоящее время жидкокристаллические вещества широко применяются для создания устройств отображения и хранения информации – дисплеев компьютеров, мобильных телефонов, калькуляторов. Основным преимуществом жидкокристаллических дисплеев является малое управляющее электрическое напряжение – 0,5 – 2В, тогда как в электронно-лучевых трубках используются напряжения в десятки киловольт. Кроме того, малые потребляемые токи обуславливают экономичность, долгий срок службы и компактность жидкокристаллических приборов. По своим необычным свойствам из всей группы твердых тел еще выделяются полимеры – вещества, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся групп атомов, соединенных между собой химическими связями. К полимерам природного происхождения относятся натуральный каучук, белок, клетчатка, крахмал. В настоящее время многие полимеры (пластмассы, синтетические волокна, каучук) синтезированы искусственно для практических нужд человека. Широкое применение полимерных материалов обусловлено их своеобразными свойствами: способностью выдерживать большие механические нагрузки и деформации, чувствительностью к изменению температуры и частоты внешнего воздействия.