Жидкие кристаллы

Комментарии

Положительных отзывов о средстве существует огромное количество. Им нравится пользоваться молодым девушкам и женщинам в возрасте, ведь эти кристаллы способны справиться практически с любой проблемой.

Покупательницы в своих комментариях указывают на выгодную стоимость, приятный аромат и текстуру

Также они уделяют особое внимание экономичности состава. Как говорят сами женщины, одного флакона им хватает чуть ли не на полгода регулярного применения

Часто поступают отзывы по поводу того, что в результате шевелюра становится мягкой и приобретает живой блеск. При этом никакого утяжеления замечено не было, что можно назвать одним из самых больших преимуществ.

Brelil Cristalli Liquidi

Двухфазные кристаллы заслуженно получили популярность и признание множества современных модниц. В составе данного средства присутствуют исключительно натуральные масла. Они оказывают благотворное воздействие на волоски и не вызывают аллергию.

Формула продукта поистине уникальна. Она создавалась специалистами на основе семян льна и керамида. Именно это и поспособствовало тому, что после нескольких использований состава шевелюра приобретает заметную шелковистость, естественную красоту, а также невероятную пышность.

Всем известные вещества керамиды проявляют себя довольно хорошо. Они действуют на клеточном уровне и выступают в качестве строительного компонента для посеченных концов. Что касается семян льна, их главной задачей является насыщение локонов витаминами, их смягчение и питание.

Жидкокристаллические фазы и состав / температура

Простейшей жидкокристаллической фазой, образованной сферическими мицеллами, является « мицеллярная кубическая », обозначаемая символом I 1 . Это высоковязкая, оптически изотропная фаза, в которой мицеллы расположены на кубической решетке. При более высоких концентрациях амфифилов мицеллы сливаются с образованием цилиндрических агрегатов неопределенной длины, и эти цилиндры располагаются на длинной гексагональной решетке. Это лиотропная жидкокристаллическая фаза известна как « гексагональная фаза », или , более конкретно, « нормальная топология » гексагональная фаза и обычно обозначается символом Н I .

При более высоких концентрациях амфифила образуется « пластинчатая фаза ». Эта фаза обозначается символом L α и может считаться лиотропным эквивалентом смектической мезофазы A. Эта фаза состоит из амфифильных молекул, расположенных в двухслойных слоях, разделенных слоями воды. Каждый бислой является прототипом расположения липидов в клеточных мембранах.

Для большинства амфифилов, которые состоят из одной углеводородной цепи, одна или несколько фаз, имеющих сложную архитектуру, образуются при концентрациях, которые являются промежуточными между концентрациями, необходимыми для образования гексагональной фазы, и теми, которые приводят к образованию ламеллярной фазы. Часто эта промежуточная фаза представляет собой бинепрерывную кубическую фазу .

Схема, показывающая агрегацию амфифилов в мицеллы, а затем в лиотропные жидкокристаллические фазы в зависимости от концентрации амфифилов и температуры.

В принципе, увеличение концентрации амфифилов сверх точки, где образуются ламеллярные фазы, привело бы к образованию лиотропных фаз с обратной топологией , а именно обратных кубических фаз, обратной гексагональной столбчатой ​​фазы (столбики воды, инкапсулированные амфифилами, (H II ) и обратная мицеллярная кубическая фаза (объемный образец жидкого кристалла со сферическими водяными полостями). На практике фазы с обратной топологией более легко образуются амфифилами, которые имеют по крайней мере две углеводородные цепи, прикрепленные к головной группе. Наиболее распространенные фосфолипиды, которые встречаются в клетке мембраны клеток млекопитающих являются примерами амфифилов, которые легко образуют лиотропные фазы с обратной топологией.

Даже в пределах одних и тех же фаз самособирающиеся структуры можно настраивать в зависимости от концентрации: например, в ламеллярных фазах расстояния между слоями увеличиваются с увеличением объема растворителя. Поскольку лиотропные жидкие кристаллы полагаются на тонкий баланс межмолекулярных взаимодействий, их структуру и свойства анализировать сложнее, чем у термотропных жидких кристаллов.

Объекты, создаваемые амфифилами, обычно имеют сферическую форму (как в случае мицелл), но также могут быть дискообразными (бицеллы), палочковидными или двухосными (все три оси мицелл различны). Эти анизотропные самоорганизующиеся наноструктуры могут затем упорядочиваться во многом так же, как термотропные жидкие кристаллы, образуя крупномасштабные версии всех термотропных фаз (например, нематическую фазу стержневидных мицелл).

Лиотропные:

Лиотропные ЖК представляют собой смеси как минимум двух веществ – амфифильной фазы и растворителя. Растворитель заполняет боьлшую часть пространства, обеспечивая веществу текучесть. А амфифильные вещества, одна часть которых растворяется в растворителе, а вторая – нет. Поэтому они объединяются в группы молекул – мицеллы, в которых части, не взаимодействующие с растворителем, группируются внутри, а взаимодействующие – снаружи, таким образом обеспечивая разделение несмешивающихся компонентов. Самым распространенным примеров лиотропного ЖК является обычное мыло.

Концентрация и состав растворителя напрямую воздействуют на образование и структуру мицелл. В результате концентрация растворителя, дествующая как еще одна степень свободы системы, позволяет лиотропным кристаллам образовывать много новых форм, недоступных для обычных термотропных кристаллов. При увеличении концентрации амфифила мицеллы могут выстраиваться в структуры, подобные кристаллическим решеткам, образуя более кристалло-подобные материалы.

Современные представления о составе и структуре воды. Строение молекулы воды. Легкая и тяжелая вода.

• Опорные даты начала исследовании воды:1781 г. — Вода впервые была синтезирована Г.Кавендишем при сгорании водорода;1783 г. — Лавуазье предложил истинный состав воды как сложного соединения кислорода и водорода;1800 г. — А.Карлейль и У.Никольсон с помощью тока, полученного в вольтовом столбе, разложили воду на кислород и водород;1805 г. — Жозеф Луи Гей-Люссак и А.Гумбольдт, проведя совместные опыты, установили, что для образования воды необходимы 2 объема водорода и 1 объем кислорода;1842 г. — Жан Батист Дюма установил весовое соотношение водорода и кислорода в воде как 2:16;1860 г. — С.Канницаро предложил точную химическую формулу воды как H2O.• К настоящему времени предложено более 100 моделей структуры воды, начиная с работ Дж. Бернала и Р. Фаулера.Мы знаем, что вода существует в жидком, газообразном и твердом виде. Но возможны и субструктуры, отличающиеся по свойствам в рамках одного и того же агрегатного состояния. Посмотрите на общую фазовую диаграмму воды: римскими цифрами показаны различные структурные модификации льда.

Рисунок 1 — Фазовая диаграмма воды. В «тройной» точке на диаграмме может одновременно существовать вода во всех трех агрегатных состояниях.

В «критической» точке все свойства жидкости и пара (энергия, плотность, структура, характер движения частиц и т.п.) становятся равны. При более высоком давлении и/или температуре агрегатное состояние воды называют «сверхкритическим».

В молекуле воды три атома: два водорода и один кислород. Между собой они соединены ковалентной связью. Молекула является двойным симметричным донором и акцептором протонов. Атом кислорода имеет две неподеленные пары электронов. Это определяет структуру воды и ее строение в виде равнобедренного треугольника, в вершине которого расположен атом кислорода, а в основании — два водорода (рисунок 2).

Рисунок 2 — Электронная и геометрическая модель структуры молекулы воды.

В стабильном энергетическом состоянии молекула воды имеет тетраэдрическую пространственную структуру. При изменении агрегатного состояния воды длина сторон и угол между ними меняются. Если бы мы увидели молекулу воды, то обнаружили, что она имеет сфероидальную форму с двумя выпуклостями (рисунок 3).

 Рисунок 3 — Локальное распределение некомпенсированных зарядов в молекуле воды. Молекула воды полярна, т.е. один ее конец имеет частичный положительный заряд, а другой — отрицательный. Это объясняется тем, что две пары электронов в ней —  общие у двух атомов водорода и атома кислорода, а две другие пары неподеленных электронов собраны с противоположной стороны кислорода. Поэтому на атомах водорода проявляются частично нескомпенсированные положительные заряды, а на кислороде — отрицательные.

 Наличие неподеленных пар электронов у кислорода и смещение обобществленных электронных пар обуславливает возникновение водородных связей, что способствует ассоциации молекул воды в группы.

 Обладая значительным дипольным моментом, молекулы воды также сильно взаимодействуют с полярными молекулами других веществ.

Идеально чистую воду практически невозможно получить. По факту, мы всегда будем иметь дело хоть и с очень разбавленными, но растворами.

Кроме известной нам «легкой» воды 1H216O (где надстрочный индекс — атомная масса элемента), существует еще 8 изотопологов, в которых вместо обычного водорода и кислорода содержатся их изотопы: 1HD16O (D-дейтерий или 2H), D216O, 1H217O, 1HD17O, D217O, 1H218O, 1HD18O, D218O (самая «тяжелая» вода).

 В природе на 1 000 000 молекул воды в среднем приходится: — 997 284 молекул легкой воды 1H216O;- 311 молекул 1HD16O;- 390 молекул 1H217O;- 2005 молекул 1H218O.

 Если из глубинной океанической воды, отвечающей стандарту SMOW (Standard Mean Ocean Water) удалить все тяжелые изотопы и заменить их на 1H216O, то масса 1 л такой воды станет меньше на 250 мг, т.е. на четверть.

Презентация 10 класса на тему: ««Жидкие кристаллы в технике» физика 10 класс». Скачать бесплатно и без регистрации. — Транскрипт:

1

«Жидкие кристаллы в технике» Выполнила: Ученица 10 класса Шемякина Анастасия

2

Жидкие кристаллы это агрегатное состояние вещества, промежуточное между кристаллическим твердым телом и аморфной жидкостью. Для жидких кристаллов характерно то, что они обладают чрезвычайно подвижной структурой, изменяющейся под воздействием сравнительно слабых внешних факторов, и это ведет к изменению макроскопических физических свойств образца. Следовательно, жидкие кристаллы материалы с легко управляемыми свойствами, и в последние годы они нашли практическое применение в самых современных областях науки и техники.

3

У ЖК необычные оптические свойства. Нематики и смектики оптически одноосные кристаллы. Холестерики вследствие периодического строения сильно отражают свет в видимой области спектра. Поскольку в нематиках и холестериках носителями свойств является жидкая фаза, то она легко деформируется под влиянием внешнего воздействия, а так как шаг спирали в холестериках очень чувствителен к температуре, то, следовательно, и отражение света резко меняется с температурой, приводя к изменению цвета вещества. Свойства жидких кристаллов:

4

Применение жидких кристаллов: -Мониторы на жидких кристаллах Рис. Основные типы жидкокристаллических фаз

5

Рис. Упрощённая схема устройства цифрового индикатора (ЖК-дис­плея). Как устроен ЖК-монитор? Рас­смотрим принцип действия хорошо знакомых нам устройств на примере самого простого циферблата элек­ тронных часов (рис.). В нём слой нематического жид­кого кристалла заключён между двумя стёклами с токопроводящим покрытием. Причём ориентация мо­лекул относительно верхней и нижней подложки взаимно перпендику­лярна. Если поместить такую ячейку между скрещёнными поля­ризаторами, направление поляриза­ции света будет следовать направ­лению ориентации молекул, и ячейка будет прозрачна. Однако после приложения электрического поля наблюдается так называемый переход Фредерикса: молекулы ориентируются вдоль поля, и свет перестает проходить. Так работает самый простой ЖК-индикатор, од­нако принцип действия любого ЖК-монитора аналогичен.

6

Кристаллы сыграли важную роль во многих технических новинках 20 в. Некоторые кристаллы генерируют электрический заряд при деформации. Первым их значительным применением было изготовление генераторов радиочастоты со стабилизацией кварцевыми кристаллами. Заставив кварцевую пластинку вибрировать в электрическом поле радиочастотного колебательного контура, можно тем самым стабилизировать частоту приема или передачи. Полупроводниковые приборы, революционизировавшие электронику, изготавливаются из кристаллических веществ, главным образом кремния и германия. При этом важную роль играют легирующие примеси, которые вводятся в кристаллическую решетку. Полупроводниковые диоды используются в компьютерах и системах связи, транзисторы заменили электронные лампы в радиотехнике, а солнечные батареи, помещаемые на наружной поверхности космических летательных аппаратов, преобразуют солнечную энергию в электрическую. Кристаллы используются также в некоторых мазерах для усиления волн СВЧ — диапазона и в лазерах для усиления световых волн. Кристаллы, обладающие пьезоэлектрическими свойствами, применяются в радиоприемниках и радиопередатчиках, в головках звукоснимателей и в гидролокаторах. Некоторые кристаллы модулируют световые пучки, а другие генерируют свет под действием приложенного напряжения.

7

В технике также нашел своё применение поликристаллический материал поляроид. Поляроид — это тонкая прозрачная пленка, сплошь заполненная крохотными прозрачными игольчатыми кристалликами вещества, двупреломляющего и поляризующего свет. Все кристаллики распо­ ложены параллельно друг другу, поэтому все они одинаково поляри­зуют свет, проходящий через пленку. Поляроидные пленки применяются в поляроидных очках. По­ляроиды гасят блики отраженного света, пропуская весь остальной свет. Они незаменимы для полярников, которым постоянно прихо­дится смотреть на ослепительное отражение солнечных лучей от за­леденевшего снежного поля Поляроидные стекла помогут предотвратить столкновения встречных автомобилей, которые очень часто случаются из-за того, что огни встречной машины ослепляют шофера, и он не видит этой машины. Если же ветровые стекла автомобилей и стекла автомо­бильных фонарей сделать из поляроида, причем повернуть оба поля­роида так, чтобы их оптические оси были смещены, то ветровое стекло не пропустит света фонарей встречного автомобиля, «погасит его».

Жидкие кристаллы для волос: ТОП-4 лучшие марки

Жидкие кристаллы для волос Brelil

Данное средство выделяется на фоне остальных именно благодаря инновационному составу и оказываемому первоклассному эффекту.
Выпускается средство в ярких желтых флаконах и привлекает внимание только одним своим внешним видом.
Флаконы могут быть объемом 50 или 100 мл, имеют удобный дозатор.
Жидкие кристаллы данного бренда разработаны для ухода за поврежденными и сухими волосами, устраняют проблему посеченных концов.
Эта торговая марка выделяет несколько видов данного средства, отличающихся по составу, но при этом они оказывают схожее действие.
Жидкие кристаллы для волос Brelil включают в состав аргановое масло, экстракт льняного масла, силикон, керамиды и большое количество витаминов.
Отличием от других брендов является минимальное содержание силикона, благодаря чему пряди меньше жирнеют, даже, если за один раз используется много средства.
Продукт обладает тающей и очень нежной текстурой, благодаря чему легко и равномерно распределяется по всей длине волос.
Данное средство возвращает волосам блеск, делает их идеально гладкими, придает объём, устраняет проблему посеченных концов.
Идеально подходит для поврежденных, тусклых, ломких, окрашенных и светлых волос.
Средство обладает ярко выраженным и очень интересным восточным ароматом, который остается на волосах в течение суток.
Стоимость жидких кристаллов Brelil в среднем 800–900 рублей.

Жидкие кристаллы для волос Constant Delight

  1. Эта марка пользуется большой популярностью как среди девушек, так и профессиональных стилистов.
  2. Производится флюид в Италии, флакон объемом 80 мл имеет удобный дозатор.
  3. Средство предназначено для лечения секущихся кончиков, его можно наносить перед укладкой феном на влажные волосы либо на сухие пряди, в качестве завершающего штриха.
  4. В составе продукта находится минеральное и льняное масло, силиконовая смола, витамины, экстракт бетаина, и конечно, придающий приятный фруктовый аромат парфюм.
  5. Жидкие кристаллы помогают быстро восстановить поврежденную структуру волос, происходит закрытие чешуек, благодаря чему пряди возвращают глянцевый блеск и приобретают ухоженный внешний вид.
  6. На кончики волос нужно наносить всего 2–3 капельки средства, если его использовать в большем количестве, происходит утяжеление волос, в результате внешне они начинают казаться грязными и жирными.
  7. Злоупотреблять данным продуктом категорически запрещено, так как он может привести к привыканию. Вполне достаточно использовать средство несколько раз в неделю для легкой корректировки укладки.
  8. Жидкие кристаллы обладают ярко выраженным термозащитным действием, поэтому могут наноситься на волосы перед использованием фена или плойки.
  9. Стоимость жидких кристаллов от Constant Delight составляет около 500–600 рублей.

Жидкие кристаллы для волос Kaaral

  1. Главным отличием данного средства от других марок является то, что в его составе нет силикона. Этот компонент заменен циклопентасилоксаном, который способен проникать вглубь волоса и устранять проблемы изнутри. При этом силикон просто обволакивает снаружи волосяной стержень.
  2. Жидкие кристаллы содержат протеины шелка, поэтому идеально подходят для ухода за осветленными и окрашенными прядями.
  3. Происходит восстановление структуры волос, возвращается невероятный блеск, упругость и сила.
  4. Средство можно наносить на сухие или влажные волосы.
  5. Вполне достаточно использовать 1–2 капли жидких кристаллов.
  6. Это средство предназначено не для лечения, а для ухода за волосами.
  7. Жидкие кристаллы Kaaral имеют достаточно высокую стоимость — около 1000–1400 рублей.

Жидкие кристаллы для волос Kapous

  1. Выпускается средство в форме флюида, имеет нежную текстуру, благодаря чему легко наносится на всю длину волос.
  2. В его составе находится силикон, льняное масло, бетаин, витамины.
  3. Помогает устранить проблему посеченных концов, волосы возвращают природный блеск, снимается статическое электричество.
  4. После применения жидких кристаллов волосы легко расчесываются, облегчается укладка.
  5. Выпускается продукт в пластиковом флаконе с дозатором объемом 60 мл.
  6. Стоимость жидких кристаллов для волос Kapous около 600–700 рублей.

Применение жидких кристаллов

ЖК-дисплеи

Прежде всего следует отметить не наиболее полезное, но наиболее известное применения ЖК – жидкокристаллические дисплеи. Иногда они называются LCD-дисплеи, что есть сокращением английского «liquid crystal display». В век гаджетов такие дисплеи присутствуют практически в любом электронном устройстве: телевизоры, мониторы компьютеров, цифровые фотоаппараты, навигаторы, калькуляторы, электронные книги, планшеты, телефоны, электронные часы, плееры и др.

Устройство ЖК-дисплеев достаточно сложное, однако в общем виде представляет собой набор стеклянных пластин, между которыми расположены жидкие кристаллы (ЖК-матрица), и множество источников света. Пиксель ЖК-матрицы включает в себя пару прозрачных электродов, которые позволяют менять ориентацию молекул жидкого кристалла, а также пару поляризационных фильтров, которые регулируют степень прозрачности и др.

Структура жидкокристаллического дисплея

Термография

Менее популярное, но более важное применение ЖК – это термография. Термография позволяет получить тепловое изображение объекта, в результате регистрации инфракрасного излучения – тепла

Инфракрасные приборы ночного зрения используются пожарными, в случае задымления помещения, с целью обнаружения пострадавших в пожаре. Также они нашли применение у служб безопасности и военных служб.

Тепловые изображения позволяют обнаруживать места перегрева, нарушения теплоизоляции, или другие аварийные участки при обслуживании линий электропередачи или строительстве.

Применение термографии в обслуживании линий электропередач

Также термография используется при медицинской визуализации, в основном для наблюдения молочных желез. Это позволяет обнаруживать различные онкологические заболевания, вроде рака молочной железы.

Компьютерная термография в медицине

Электронные индикаторы

Электронные индикаторы, создаваемые при помощи жидких кристаллов, реагируют на различные температуры, в результате чего могут проинформировать о сбоях и нарушениях в электронике. К примеру, ЖК в виде пленки наносят на печатные платы и интегральные схемы, а также – транзисторы. Неисправные сегменты электроники легко отличить при наличии такого индикатора.

Помимо этого, ЖК-индикаторы, расположенные на коже пациента, позволяют обнаруживать воспаления и опухоли у человека.

Индикаторы из жидких кристаллов используют и для обнаружения паров различных вредных химических соединений, а также обнаружения ультрафиолетового и гамма-излучения. С применением ЖК разрабатываются детекторы ультразвука и измерители давления.

Алкотестер на основе жидкокристаллического индикатора паров

Помимо прямого применения ЖК в перечисленных выше сферах, следует отметить, что жидкие кристаллы во многом похожи на некоторые клеточные структуры, и иногда присутствуют в них. В силу своих диэлектрических свойств жидкие кристаллы регулируют взаимоотношения внутри клетки, между клетками и тканями, а также между клеткой и окружающей средой. Таким образом, изучение природы и поведения жидких кристаллов может привнести вклад в молекулярную биологию.

Оптические свойства и управление спиралью

Поскольку величина шага спирали холестерической структуры напрямую связана с оптическими свойствами холестерика и его цветом, то, естественно, возникает вопрос: что же в первую очередь влияет на шаг спирали и соответственно на отраженную длину волны света? Как мы уже сказали, холестерическая фаза образуется только после добавления небольшого количества хиральных соединений — именно они заставляют нематик закручиваться. Величина закручивания зависит от геометрической формы и структуры добавки (допанта), а также от того, как взаимодействуют молекулы жидкого кристалла между собой и с молекулами допанта. Закручивающую силу хиральной добавки обычно выражают в мкм−1 — она может принимать значения от нескольких единиц до сотни. Так можно управлять шагом супрамолекулярной спирали, раскручивая или скручивая холестерик, как пружину.

Мы упоминали, что хиральные молекулы обладают оптической активностью и способны вращать плоскость поляризации света. Этот эффект оказывается очень сильным именно благодаря их спиральной структуре. Так, например, растворы винной кислоты поворачивают плоскость поляризации света примерно на 1 град/см образца; кристаллы кварца — на 300 град/см. А холестерические жидкие кристаллы на 105 град/см!

Холестерические жидкие кристаллы обладают еще одним удивительным оптическим свойством — циркулярным дихроизмом. Это означает, что свет, избирательно отраженный холестериком, циркулярно поляризован, а направление поляризации совпадает с направлением закручивания холестерической спирали. Свет той же длины волны, что и отраженный, но имеющий противоположную циркулярную поляризацию, проходит сквозь слой холестерического жидкого кристалла без изменений. Это свойство жидких кристаллов используют для создания разнообразных устройств (например, циферблата электронных часов, о котором мы расскажем дальше).

Молекулярная структура холестерика весьма тонко уравновешена, но то равновесие легко сместить. Достаточно любого малого возмущения — изменения температуры, давления, механического напряжения, электромагнитного поля, чтобы нарушить слабые силы, действующие между молекулами, и изменить шаг спиральной структуры. А это сейчас же сказывается на оптических свойствах: отражении света, оптической активности, круговом дихроизме и окраске холестерика.

Чаще всего окраску меняют с помощью температуры. Например, при высокой температуре образец бесцветен, однако после охлаждения он переходит в холестерическую фазу и становится фиолетовым. При дальнейшем охлаждении образец пробегает все цвета спектра от синего и зеленого до желтого и красного (рис. 7). Получается идеальный цветовой термоиндикатор. Таким образом, нанося холестерические жидкие кристаллы на поверхности различных объектов, можно получить топографию распределения температуры (рис. 7, цветограмма).

Для удобства холестерики вводят в полимерные пленки, получая так называемые капсулированные жидкие кристаллы. Их используют в качестве термометров, а также для того, чтобы увидеть и сфотографировать тепловые поля. Если нанести такую пленку на человеческое тело, изменение цвета укажет, где локализован воспалительный процесс (аппендицит, перитонит, холецистит и др. заболевания), который, как правило, повышает температуру в месте, где он протекает.

Интересные возможности открывает использование таких пленок в дефектоскопии и неразрушающем контроле различных изделий. При конструировании летательных аппаратов с помощью холестериков можно увидеть, как распределяются воздушные потоки. Холестерики используют также, чтобы определить тепловые поля, характер распределения температуры и мощности лазерного и СВЧ-излучения — для этого созданы специальные ЖК-тепловизоры.

В экологии холестерикам тоже можно найти применение. В последнее время разрабатываются холестерические ЖК-материалы, изменяющие свой цвет под действием малых концентраций паров вредных химических соединений, в том числе отравляющих веществ.

Шаг холестерической спирали можно также менять не только температурой, но и электрическим или магнитным полем. Под его воздействием холестерическая спираль начинает постепенно раскручиваться в зависимости от величины поданного напряжения. Так можно непрерывно управлять цветом жидкого кристалла. При некотором критическом напряжении поля спираль полностью раскрутится, превратив, таким образом, холестерический кристалл в нематический. Этот процесс сейчас активно исследуют для создания новых материалов и устройств, управляемых электромагнитными полями.