Жидкие кристаллы (окончание)

Жидкие кристаллы, оптические свойства которых изменяются под действием электрического поля, используются в цифровых индикаторах (электронные часы, микрокалькуляторы и т. п.). Принцип работы таких индикаторов следующий. Жидкокристаллическое вещество помещается между чёрной металлической пластиной и тонкой прозрачной для света металлической плёнкой, нанесённой на покровное стекло (рис. 122). Чёрная пластина и тонкая плёнка образуют конденсатор. Если на его обкладках напряжения нет, то свет проходит через жидкий кристалл и поглощается чёрной пластиной. Циферблат выглядит чёрным.

Рис. 122

Если к обкладкам конденсатора приложено напряжение, то жидкий кристалл рассеивает свет и становится непрозрачным, так как под действием электрического поля меняется направление осей молекул. В этом случае циферблат будет светиться в тех местах, где создано электрическое поле. Если верхняя плёнка имеет форму цифры, то и область свечения получится в виде цифры.

Теория жидкокристаллического состояния вещества позволяет объяснить механизм действия моющих средств на загрязнённые поверхности. Растворённое в воде мыло представляет собой жидкокристаллическую систему. Оно образует множество двойных слоёв молекул мыла, разделённых слоями воды (рис. 123). Это приводит к тому, что раствор мыла, смачивая загрязнённые места, обволакивает частицы грязи мыльной плёнкой. Таким образом, частицы грязи и очищаемая поверхность покрываются слоями жидких кристаллов, которые легко скользят один по отношению к другому, и при небольшом механическом воздействии частички грязи отделяются и переводятся в раствор.

Рис. 123

Жидкие кристаллы в организме человека

4. Жидкие кристаллы играют большую роль в жизнедеятельности организма человека. Так, белок, входящий в состав мышечной ткани, обладает способностью образовывать жидкие кристаллы. Гладкие и поперечно-полосатые мышечные волокна имеют структуру жидкого кристалла, благодаря чему могут растягиваться и сжиматься, не разрушаясь. Вещество коллаген, содержащееся в опорных тканях (кости, сухожилия) и в мозге, также близко по структуре к жидким кристаллам. Мозг человека по своей природе представляет сложную жидкокристаллическую систему. В белом веществе мозга и проводящих путях нервной системы жидкие кристаллы играют роль диэлектриков.

Форма жидких кристаллов наиболее удобна для протекания биологических процессов. Она соединяет в себе устойчивость к внешним воздействиям с необычайной пластичностью, гибкостью. Жидкокристаллические волокнистые образования обладают значительной прочностью, что необходимо для опорных тканей. Помимо этого, вещество в жидкокристаллическом состоянии очень чувствительно ко всем внутриклеточным процессам. Так, жидкие кристаллы обладают способностью адсорбировать, а также растворять некоторые вещества, не изменяя своей структуры, что обусловливает их участие в обмене веществ. Это объясняет, почему жидкие кристаллы обнаруживаются в важнейших функциональных участках клетки.

Вопросы для самопроверки

1. Назовите общие свойства жидких кристаллов и жидкостей; жидких кристаллов и кристаллических тел. Объясните их на основе строения жидких кристаллов.

2. Приведите примеры применения жидких кристаллов в технике.

3. Какую роль играют жидкие кристаллы в организме человека?

<<< К началу