Faza smektyczna

Z Wikipedii

schematyczny obraz fazy SmA

Faza smektyczna - rodzina faz ciekłokrystalicznych, których charakterystyczną cechą jest uporządkowanie cząsteczek w warstwach. Ponadto, cząsteczki w warstwach są względem siebie uporządkowane, układając się równolegle swoimi dłuższymi osiami. Oś, wzdłuż której następuje uporządkowanie cząsteczek w warstwach jest nazywana wersorem.

W niektórych typach fazy smektycznej występuje też dodatkowe ułożenie cząsteczek w warstwach, w formie dających się wyróżnić struktur heksagonalnych, ortogonalnych i innych.

[edytuj] Podział

Faza SmA

Fazy smektyczne podzielić można na dwa sposoby. Względem stopnia uporządkowania cząstek:

• smektyki cieczopodobne – brak uporządkowania molekuł w warstwach (poza uporządkowaniem środków ciężkości) np.: SmA, SmC
• smektyki kryształopodobne – wykazujące pozycyjne ułożenie molekuł w warstwie np.: SmB (ułożenie heksagonalne), SmH, SmG, SmE.

Podział ten jednak jest nieco sztuczny, gdyż w istocie stopień uporządkowania cząsteczek w fazach smektycznych (których jest łącznie kilkadziesiąt) zmienia się płynnie od układów bardziej cieczopodobnych do bardziej kryształopodobnych.

Faza SmC

Drugi podział, wynika z orientacji warstw smektycznych, względem wersora, tj. linii

• smektyki ortogonalne: wersor jest prostopadły do powierzchni warstw (SmA, SmB, SmE)
• smektyki pochylone (nieortogonalne) wersor przecina powierzchnie warstw pod kątem innym niż 90° (SmC, SmG, SmH); nazwa pochodzi od tego, że w fazach tych, prętopodobne cząsteczki są "pochylone" w warstwach, w stosunku do płaszczyzny warstw.
• smektyki "skręcone" (SmC*, SmG*, SmH*) - są to smektyki pochylone, w których kąt pochylenia zmienia się przy przechodzeniu z warstwy do warstwy, co powoduje, że wersor nie jest linią prostą lecz helisą; zdolność tworzenia smektyków skręconych posiadają cząsteczki chiralne.

[edytuj] Tekstury mikroskopowe

Jak wszystkie ciekłe kryształy, również smektyki tworzą charakterystyczne dla siebie tekstury, które można obserwować za pomocą mikroskopu polaryzacyjnego. Na podstawie tekstury można w przybliżeniu ustalić jaki rodzaj mezofazy smektycznej generuje badana próbka.

Przykłady:

Faza SmA generuje zwykle teksturę "kroplową" w której widać drobne sferyczne obiekty, przypominające wydłużone krople wody

Faza SmB generuje zwykle teksturę "batonetową", w której występują długie struktury przypominające ostrza bagnetów

Faza SmC* generuje zwykle strukturę "wachlarzową", w której występują różnokolorowe obiekty przypominające wachlarze

[edytuj] Zastosowania

Materiały generujące fazy SmA i SmB posiadają unikalne własności rozdzielcze i z tego względu są stosowane jako fazy stacjonarne w chromatografii gazowej, HPLC i jako półprzepuszczalne membrany.

Zorientowane w polu magnetycznym lub mechanicznie materiały generujące fazy SmC* posiadają własności ferromagnetyczne i piromagnetyczne. Są szczególnie przydatne w wyświetlaczach ciekłokrystalicznych oraz jako generatory wyższych harmonicznych światła w optyce nieliniowej.

[edytuj] Bibliografia

• J.W.Goodby, G.W.Gray, Handbook of Liquid Crystals, Wiley-VCH, 1998.
• S. Chandrasekhar. Liquid Crystals, wyd. 2, Cambridge Univ Pr Published, 1993.
• P.G de Gennes, J. Prost, The Physics of Liquid Crystals, Claredon Press 1993.