Cristais Líquidos

O que são:

        O estado sólido cristalino é composto por átomos ou molécula que estão ligados entre si tomando uma certa forma geométrica que se repete e assim formando uma cadeia cristalina. As posições dos átomos ou moléculas se repetem ao logo desta cadeia, ou seja, possui uma ordem posicional. Alem disso as moléculas podem ter nesta cadeia sempre a mesma orientação, a este aspecto chamamos de ordem orientacional.
        Um líquido não possui ordem orientacional e nem posicional, alem do mais as moléculas transladam e rotacionam aleatóriamente.
        Um cristal líquido possui as mesmas propriedades de um líquido, como por exemplo, não suportar cisalhamento, tomar a forma de seu recipiente, escoar, etc.; mas além dessas, possui tambem propriedades geralmente reservadas aos sólidos cristalinos, como por exemplo, anisotropia (propriedades variam com a direção) em suas propriedades óticas, elétricas e magnéticas. Os cristais líquidos também recebem a denominação de fase mesomórfica e líquido anisotrópico.
        Resumidamente, Cristal Líquido é o nome dado ao líquido que tem algumas propriedades reservadas aos sólidos cristalinos.
        Os cristais líquidos possuem importantes aplicações tecnológicas exatamente porque são anisotrópicos. A sua anisotropia permite a mudança de suas propriedades óticas pela aplicação de campos elétricos ou magnéticos. A mudança nas propriedades óticas pode ser usada para modular a luz, sendo este efeito a base das aplicações tecnológicas dos cristais líquidos.
Os cristais líquidos são formados por compostos orgânicos cujas moléculas devem apresentar certas características peculiares. Por exemplo, para formar uma fase líquida cristalina as moléculas devem ter uma forma geométrica bastante anisotrópica. Para o caso de cristais líquidos para fins tecnológicos, as moléculas devem ser alongadas, na forma de cilindros, cujo comprimento é bem maior que seu diâmetro ( a razão entre os dois é da ordem de 4 a 5).
        Nos cristais líquidos há um progressivo aumento de ordem que dá origem às diferentes fases líquidas cristalinas. Estas fases podem ser divididas em três grandes grupos: a fase nemática, a fase colestérica e as fases esmécticas.

        a) Fase nemática: o líquido ganha um grau orientacional. Os eixos maiores das moléculas tendem a ficar paralelos a uma direção preferencial (indicado pela seta), que é chamado diretor(n). Nesta o cristal tem é birefringente, tem um indice de refração na direção do eixo diretor e outro na direção perpendicular.


        b) Fase colestérica: muito parecida com a fase nemática, mas além das moléculas tenderem a ficar paralelas, existe uma torção espontânea do diretor (como uma escada em espiral), de modo a resultar numa periodicidade espacial. Hoje em dia ela é considerada uma variante da fase nemática conhecida como Super Twaisted Nemastic (STN) que em português significa nemática supre girada. As siglas TN, NTN e FCSTN são designadas descrever a mesma fase.


        c) Fase esméctica: além da ordem orientacional dos nemáticos, possuem ordem posicional que dá origem à formação de camada de moléculas. As fases esmécticas mais conhecidas são a esméctica A e a C. Na esméctica A as moléculas são perpendiculares às camadas e na C são inclinadas em relação à normal de camada, sendo que não existe ordem posicional entre as moléculas dentro de cada camada.

        Os cristais líquidos mudam de fase quando induzidos por algum agente externo, chamado parâmetro indutor de fase. De acordo com o parâmetro indutor de fase podemos distinguir dois tipos de cristais líquidos: os termotrópicos e os liotrópicos.
        a) Termotrópicos: o parâmetro indutor de fase é a temperatura e a unidade estrutural são as moléculas.
        b) Liotrópico: o parâmetro indutor de fase é a concentração e a unidade estrutural são as micelas. Obtém-se um cristal líquido liotrópico pela mistura de um surfactante (sabão), água e álcool. Variando a concentração destes compostos obtemos diferentes fases.

Display de Cristal Líquido Monocromático (Passivo)

Monitor de Cristal Líquido Colorido (Ativo ou Passivo)