Dallimi kryesor midis kristaleve të lëngshme nematike dhe kolesterike është struktura e tyre. Kristalet e lëngëta nematikë nuk kanë strukturë të renditur molekulash dhe kristalet e lëngëta smektike kanë një strukturë molekulare me shtresa, ndërsa kristalet e lëngëta kolesterike i kanë molekulat në një rregullim të përdredhur dhe kiral.
Termi kristale të lëngëta mund të përkufizohet si një fazë e materies që ka veti ndërmjet vetive të lëngjeve konvencionale dhe kristaleve të ngurta. Për shembull, një kristal i lëngshëm mund të rrjedhë si një lëng, por molekulat e kristalit të lëngshëm priren të orientohen në një natyrë të ngjashme me kristalin. Ekzistojnë tri faza kryesore në të cilat mund të ndodhin kristalet e lëngëta: kristalet e lëngëta termotropike, kristalet e lëngëta liotropike dhe kristalet e lëngëta metalotropike. Ekzistojnë gjithashtu disa lloje të kristaleve të lëngshme termotropike. Këto lloje përfshijnë kristalet nematike, kristalet smektike, fazën kirale ose nematikën e përdredhur, fazën diskotike dhe fazat konike.
Çfarë janë kristalet e lëngëta Nematic?
Kristalet e lëngëta nematike janë një nga llojet më të zakonshme të kristaleve të lëngëta. Termi "nematik" vjen nga një origjinë greke ku ka kuptimin "fije". Kjo sepse ky term e ka origjinën nga defektet topologjike që shfaqen si fije. Normalisht, këto defekte topologjike në nematikë quhen dallime. Për më tepër, nematikët priren të shfaqin një lloj defekti të njohur si defekte topologjike "iriq".
Në mënyrë tipike, faza nematike ka molekula organike kalamitike ose në formë shufre që nuk kanë rend pozicioni. Por këto molekula kanë tendencë të vetë-rreshtohen në mënyrë që të kenë rend drejtimi me rreze të gjatë, duke pasur boshte të gjata që janë afërsisht paralel me njëri-tjetrin. Prandaj, molekulat në këtë fazë janë të lira të rrjedhin, dhe qendra e masës së këtyre molekulave tenton të shpërndahet në mënyrë të rastësishme, e ngjashme me një lëng. Megjithatë, këto molekula priren të ruajnë rendin e drejtimit me rreze të gjatë të ngjashme me një fazë të ngurtë.
Kryesisht, fazat nematike janë njëaksiale. Kjo do të thotë se këto molekula kanë një bosht (quhet "directrix") që është i gjatë. Ky është boshti i preferuar dhe dy akset e tjera janë ekuivalente me njëri-tjetrin dhe mund t'i përafrojmë si cilindra ose shufra. Për më tepër, mund të ketë nematikë biaksialë që jo vetëm që orientimi është i ngjashëm në boshtin e tyre të gjatë, por gjithashtu priren të orientohen përgjatë një boshti dytësor.
Molekulat e fazës nematike tregojnë rrjedhshmëri që është e ngjashme me rrjedhshmërinë në një lëng të zakonshëm izotropik. Sidoqoftë, ne mund t'i rreshtojmë lehtë molekulat në këtë fazë përmes aplikimit të një fushe të jashtme magnetike ose elektrike. Kur këto molekula rreshtohen në një rend, faza nematike tregon vetitë optike të kristaleve njëaksiale, dhe për këtë arsye, këto faza janë shumë të dobishme në shfaqjet e kristaleve të lëngëta.
Çfarë janë kristalet e lëngëta Smectic?
Kristalet e lëngëta smectic janë një lloj kristalesh të lëngshëm që kanë shtresa të përcaktuara mirë të molekulave që janë në gjendje të rrëshqasin njëra mbi tjetrën. Kjo sjellje është e ngjashme me efektet rrëshqitëse të dhëna nga sapuni. Për më tepër, kristalet e lëngëta smektike ndodhin në temperatura më të ulëta se ato të kristaleve të lëngshme nematike. Termi smectic e ka origjinën nga fjala latine “smectius” që do të thotë “pastrim”; me fjalë të tjera, do të thotë prania e vetive të ngjashme me sapunin. Prandaj, faza smektike pozicionohet sipas një drejtimi.
Figura 01: Faza smektike A në të majtë dhe faza smektike C në të djathtë
Mund të vëzhgojmë dy faza të ndryshme smektike si faza smektike A dhe faza smektike C. Faza smectic A ka molekulat të orientuara së bashku me shtresën normale, ndërsa smectic C ka molekulat e saj të anuar nga ajo. Për më tepër, kjo lloj faze shfaqet si një lëng brenda shtresave. Megjithatë, mund të ketë shumë lloje të ndryshme fazash smektike që janë të ndryshme nga njëra-tjetra sipas llojit dhe shkallës së rendit pozicional dhe orientues.
Çfarë janë kristalet e lëngshme kolesterike?
Kristalet e lëngëta kolesterike janë një lloj kristalesh të lëngshëm të përbërë vetëm nga molekula kirale. Kjo lloj faze tregon kiralitet. Shpesh, ne e quajmë këtë fazë një fazë kirale ose një fazë nematike të përdredhur për shkak të kiralitetit të saj. Termi kolesterik vjen nga vëzhgimi i tij i parë ku kjo fazë e materies u shfaq për herë të parë në derivatet e kolesterolit. Ne mund të vëzhgojmë këtë lloj faze duke shfaqur një përdredhje të molekulave, të cilat janë pingul me drejtimin ku boshti molekular është paralel me drejtuesin.
Figura 02: Faza kolesterike
Ekziston një kënd i kufizuar rrotullimi midis molekulave ngjitur në këtë fazë për shkak të paketimit asimetrik të molekulave. Ky lloj paketimi shkakton një rend kiral me rreze më të gjatë. Zakonisht, ne përcaktojmë lartësinë kirale ose "p" në lidhje me vetitë e kristaleve të lëngshme kolesterike, ku i referohet distancës mbi të cilën molekulat e kristalit të lëngshëm pësojnë një kthesë rrethore të plotë (përdredhje 360 gradë).
Cili është ndryshimi midis kristaleve të lëngëta nematikë dhe kolesterikë?
Fazat nematike, smektike dhe kolesterike janë tre faza të ndryshme të materies që ndodhen nën kristalet e lëngëta termotropike. Dallimi kryesor midis kristaleve të lëngshme nematike dhe kolesterike është se kristalet e lëngëta nematikë nuk kanë strukturë të rregulluar të molekulave, dhe kristalet e lëngëta smektike kanë një strukturë molekulare të shtresuar, ndërsa kristalet e lëngëta kolesterike kanë molekula në një rregullim të përdredhur dhe kiral.
Më poshtë është një përmbledhje e ndryshimit midis kristaleve të lëngëta nematikë dhe kolesterikë në formë tabelare.
Përmbledhje – Nematic Smectic vs Kristalet e Lëngshme Kolesterike
Fazat nematike, smektike dhe kolesterike janë tre faza të ndryshme të materies që ndodhen nën kristalet e lëngëta termotropike. Dallimi kryesor midis kristaleve të lëngshme nematike, smektike dhe kolesterike është se kristalet e lëngëta nematikë nuk kanë strukturë të rregulluar molekulash dhe kristalet e lëngëta smektikë kanë strukturë molekulare me shtresa, ndërsa kristalet e lëngëta kolesterikë kanë molekulat në një rregullim të përdredhur dhe kiral..
