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O cristal líquido é um líquido com certas características cristalinas, especialmente propriedades ópticas diferentes em diferentes direções quando exposto a um campo elétrico.
O cristal líquido é a fase intermediária entre o cristal e o líquido, que possui mobilidade e continuidade do líquido na macro e ordem do cristal na micro visão, e anisotropia na luz, eletricidade e força na natureza.
Um cristal líquido é um estado da matéria entre líquido e sólido (uma “mesofase”). Eles mudam de forma como um fluido, mas têm as características de alinhamento molecular de um cristal sólido.
Os cristais líquidos são compostos de moléculas orgânicas em forma de bastonete que se alinham em paralelo, e os tipos comuns usados em displays eletrônicos são nemáticos, colestéricos e esméticos.
O que é cristal líquido?
Ao mesmo tempo, acreditava-se firmemente que havia três e apenas três estados da matéria: sólido, líquido e gás.
Esse foi o caso em 1888, quando um químico austríaco chamado Friedrich Reinitzer, trabalhando na Universidade de Praga, estava trabalhando em uma substância à base de colesterol que não parecia atender às suas expectativas.
Ao tentar determinar o ponto de fusão, ele descobriu que a substância, que era um cristal sólido à temperatura ambiente, tinha dois pontos de fusão distintos a 293,9ºF (145,5º C) e 353,3ºF (178,5ºC). Entre esses dois pontos, havia um líquido turvo e, quando aquecido acima do segundo ponto, tornou-se transparente. Reinitzer consultou Otto Lehmann, especialista em óptica de cristal, que percebeu que o líquido turvo era um estado da matéria não especificado, para o qual cunhou o nome cristal líquido.
Um cristal líquido é uma substância considerada entre as fases sólida e líquida. Freqüentemente, suas moléculas têm o formato de placas ou bastonetes – formas que tendem a se alinhar em uma determinada direção. A ordem molecular no cristal líquido pode ser alterada expondo-o a forças elétricas, magnéticas ou mecânicas.
Existem duas fases principais para um cristal líquido.
Na fase nemática, que está perto de ser líquida, as moléculas flutuam, mas permanecem ordenadas. Nesta fase, quando um cristal líquido é o que é chamado colesterol, os cristais podem criar uma estrutura torcida e refletir a luz visível em um padrão de cores dependente da temperatura. A ligação entre temperatura e cor permite que eles sejam usados em termômetros.
A outra fase é a fase esmética. Nesta fase, o cristal é quase sólido e é ordenado em camadas. Os cristais líquidos se movem dentro das camadas, mas não entre as camadas.
O monitor de cristal líquido (LCD) foi desenvolvido em Princeton, Nova Jersey, no David Sarnoff Research Center em 1963.
Os relógios digitais monocromáticos LCD foram fabricados pela primeira vez na década de 1970 e a primeira televisão LCD comercial foi construída em 1988.
Monitores LCD de computador em cores começou a ser vendido nos anos 90 e vendeu os monitores CRT pela primeira vez em 2003.
Como os preços da tecnologia LCD caíram, mais televisores LCD do que os de plasma ou CRT foram vendidos na temporada de Natal de 2007.
O que é cristal líquido nemático?
O cristal líquido nemático é um líquido translúcido que altera a polaridade das ondas de luz que passam por ele.
A palavra “nemático” vem da palavra grega para fio e descreve as formações semelhantes a fios que podem se formar no cristal líquido.
O cristal líquido nemático é frequentemente usado em telas de cristal líquido (LCD), como as de relógios digitais.
Os cristais líquidos são um estágio intermediário de fusão entre um estado sólido e um estado líquido.
Em 1888, um cientista austríaco chamado Freidrich Reinitzer descobriu o estado ao conduzir experimentos com uma substância chamada benzoato de colesterol. Reinitzer notou que a substância tinha dois pontos de fusão distintos.
No primeiro, tornou-se um líquido turvo e, no segundo, tornou-se transparente. As observações de Reinitzer incluíram os conceitos de que o estado nublado ou cristalino alterava a polaridade das ondas de luz que passavam por ele, um conceito imperativo para o desenvolvimento do LCD.
Reinitzer nunca desenvolveu aplicações práticas da tecnologia de cristais líquidos, e a pesquisa sobre estados cristalinos foi largamente abandonada no início do século XX.
Em 1969, um cientista chamado Hans Keller criou com sucesso uma substância que cristalizava nematicamente à temperatura ambiente. Essa descoberta levou à capacidade de comercializar o produto, e os cristais nemáticos se tornaram extremamente úteis na tecnologia de telas.
Os três estados da matéria que a maioria das pessoas aprendem nas aulas de ciências são líquidos, gasosos e sólidos.
O cristal líquido é um quarto estado, em algum lugar entre líquidos e sólidos, e permite que algumas formas de matéria passem por ele. Como substâncias líquidas, as moléculas de cristal líquido não têm nenhuma ordem posicional, mas, como uma substância sólida, as moléculas no cristal líquido podem ter ordem organizacional, o que significa que elas tendem a apontar para uma direção ao longo do tempo.
O cristal líquido nemático é uma fase de alta temperatura do processo de cristalização, onde as moléculas têm ordem organizacional de longo alcance.
As ondas de luz de fontes de luz naturais ou artificiais vibram em várias direções. Se a maioria das vibrações tender em uma direção específica, a luz é polarizada. Ao passar as ondas de luz através do cristal líquido nemático, a polarização muda, normalmente girando 90 graus. Se um campo elétrico é adicionado à solução de cristal, a direção e a quantidade de polarização podem ser controladas pela tensão da eletricidade.
Na criação de uma tela LCD, são usadas duas peças de vidro polarizadas, uma com um filtro fino de cristal líquido nemático. O vidro é então conectado a dois eletrodos que podem fornecer cargas elétricas.
Ao executar cargas controladas através do vidro, o cristal líquido nemático se torce e se torce, permitindo que apenas as áreas de luz solicitadas eletricamente passem.
As telas que usam cristal líquido nemático torcido são características comuns na tecnologia moderna, usadas em laptops e relógios e relógios digitais.
Resumo
O Cristal líquido é uma substância que combina as estruturas e propriedades dos estados líquidos e cristalinos normalmente díspares.
Os líquidos podem fluir, por exemplo, enquanto os sólidos não, e os sólidos cristalinos possuem propriedades especiais de simetria que os líquidos não possuem.
Os sólidos comuns derretem em líquidos comuns à medida que a temperatura aumenta – por exemplo, o gelo derrete na água líquida.
Alguns sólidos realmente derretem duas ou mais quando a temperatura aumenta. Entre o sólido cristalino a baixas temperaturas e o estado líquido comum a altas temperaturas, encontra-se um estado intermediário, o cristal líquido.
Os cristais líquidos compartilham com os líquidos a capacidade de fluir, mas também exibem simetrias herdadas dos sólidos cristalinos.
A combinação resultante de propriedades líquidas e sólidas permite aplicações importantes de cristais líquidos nas telas de dispositivos como relógios de pulso, calculadoras, computadores portáteis e televisões de tela plana.
Monitor LCD de cristal líquido
Fonte: chem.libretexts.org/www.
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