Техника - молодёжи 1960-09, страница 27

расплав переходил в обычную светлую жидкость.

Пользуясь поляризационным микроскопом, немецкий физик О. Ле-ман. к которому Рейницер обратился за разъяснениями, установил, что мутная капля состоит не из беспорядочно расположенных молекул, как у обычной, изотропной жидкости, а из каких-то участков с организованным расположением их. В то же время это была все же жидкость, и нельзя было ожидать в ней степени упорядоченности достаточной, чтобы создать правильную трехмерную кристаллическую решетку, свойственную твердому телу.

Такие мутные расплавы Леман назвал «жидкими кристаллами». Основным их признаком является то, что в определенном интервале температур им присущи одновременно и свойства жидкостей (большая текучесть, способность находиться в каплевидном состоянии и т. д.) и свойства кристаллических тел (оптическая, электрическая и магнитная анизотропия — неодинаковость свойств в разных направлениях).

Бросалось в глаза, что жидкие кристаллы различаются и своей вязкостью.

Странные свойства жидких кристаллов в свое время вызвали горячие споры. Сейчас промежуточное (или мезоморфное) состояние между твердым веществом и жидкостью признано всеми, хотя в понимании физики этого состояния большой разнобой. Одни считают, что это крис-

вами, молекулы которых имеют удлиненную форму. Число веществ, способных находиться в жидкокристаллическом состоянии, от 250, известных в 1908 году, к настоящему времени перевалило за 3 тысячи.

Охлаждаясь до определенной температуры, жидкие кристаллы превращаются в обыкновенные твердые кристаллы, часто необычной формы. На фото 1 и 2 (см. обложку) показан рост твердых сферокристаллов из переохлажденных жидких кристаллов: в первом случае — уксуснокислого холестерина, во втором — му-равьинокислого холестерина (обе фотографии сделаны с увеличением в 600 раз).

Для первого знакомства с жидкими кристаллами возьмите олеат калия или натрия (если нет чистых препаратов, возьмите водно-спиртовой раствор калийного мыла) и посадите капельку раствора на предметное стекло, накрыв его покровным. По мере испарения растворителя будут выпадать жидкие кристаллы, и между скрещенными николями поляризационного микроскопа вы увидите картину, похожую на фотографию 3. Здесь на фото с увеличением в 800 раз показан жидкокристаллический сферокристалл, образовавшийся в ксилольном растворе олеата калия.

Очень часто жидкие кристаллы, впитывая растворитель, образуют так называемые миелиновые формы, которые при своем росте своеобразно двигаются, переплетаясь подобно клубку змей (фото 4 и 5).

Я заведую аптекой в города Кострома. Мне приходится сталкиваться с веществами. иосищими интригующее название жидких кристаллов. Убедительно прошу редакцию рассказать о том, что представляют из себя эти вещества.

И. Г о р с т и и а, г. Кострома

&

для понимания строения полимеров. Усиливающееся внимание к изучению жидких кристаллов за последнее время обусловлено еще и большой ролью, которую они играют в живом организме, й, следовательно, важностью их изучения с биологической и медицинской точек зрения.

Вот как выглядят схематически так называемые иератические (то есть нитевидные. от греческого «нема» — нить) жидкие кристаллы. Молекулы втих веществ вытянуты в параллельные нити.

Если молекулы объединены в слои, слабо связанные между собою и могущие скользить друг относительно друга, мы имеем дело с так называемыми смектиче- [ скими (от греческого «смегма» — мыло) жидкими кристаллами.

Некоторые твердые кристаллы (например, холестерилацетат) плавятся только в обыкновенную изотропную жидкость, но при охлаждении этих жидкостей возникают жидкие кристаллы. При дальнейшем охлаждении они выкристаллизовываются в виде красивых сферо-литов (кристаллов, имеющих форму сфер). Эти сферолиты неустойчивы и со временем перекристаллизовываются в Другую, устойчивую форму. Схематически возможные превращения веществ изображены на рисунке.

УСТОЙЧИВАЯ (ТВЕРДАЯ) ФОРМА

ИЗОТРОПНАЯ ЖИДКОСТЬ

таллы, у которых структурная решетка обладает большой подвижностью. Другие придерживаются теории роев, которая рассматривает " жидкокристаллическое состояние как некий «жидкий порошок», «жидкую пудруз, где каждая крупинка сама по себе имеет правильное расположение молекул. Третьи отстаивают теорию двух фаз, признающую одновременное существование аморфной жидкости и твердого кристалла в таких соотношениях, что общая их химическая формула (брутто-форму. ла) остается постоянной.

Выяснено, что жидкие кристаллы преимущественно образуются вещест-

/Т

На фото 6 (увеличение в 300 раз) изображены жидкие кристаллы олеата калия, выпавшие из водно-спиртового раствора, а на фото 7 — миелиновые формы, растущие в жидкокристаллической системе холестерин — глицерин (увеличение в 900 раз).

Вопрос о жидкокристаллическом состоянии вещества важен не только для физиков-теоретиков и кристаллографов, которым он показывает связь между твердым телом и жидкостью и дает материал для построения теории вещества, но и для практики. Жидкие кристаллы и их изучение дают в руки химика материал

НЕУСТОЙЧИВЫЕ ЖИДКИЙ КРИСТАЛЛ

СФЕРИЧЕСКИЕ КРИСТАЛЛЫ