En química y física química , una mesofase o fase mesomórfica es una fase de la materia intermedia entre sólida y líquida . La gelatina es un ejemplo común de una estructura parcialmente ordenada en una mesofase. Además, las estructuras biológicas como las bicapas lipídicas de las membranas celulares son ejemplos de mesofases. Las mesofases con orden posicional de largo alcance pero sin orden posicional son cristales plásticos , mientras que aquellas con orden posicional de largo alcance pero solo parcial o sin orden posicional son cristales líquidos . [1] [2]
Georges Friedel (1922) llamó la atención sobre los "estados mesomórficos de la materia" [3] en su evaluación científica de las observaciones de los llamados cristales líquidos . Convencionalmente, un cristal es sólido y la cristalización convierte el líquido en sólido. El oxímoron del cristal líquido se resuelve mediante la noción de mesofases. Las observaciones observaron un eje óptico que persiste en materiales que se habían derretido y habían comenzado a fluir . El término cristal líquido persiste como coloquialismo , pero el uso del término fue criticado en 1993: En The Physics of Liquid Crystals [4] las mesofases se introducen desde el principio:
Además, "la clasificación de las mesofases (expuesta claramente por primera vez por G. Friedel en 1922) se basa esencialmente en la simetría". [4] : 10
Las moléculas que presentan mesofases se denominan mesógenos .
En tecnología, las moléculas en las que el eje óptico está sujeto a manipulación durante una mesofase se han convertido en productos comerciales, ya que pueden usarse para fabricar dispositivos de visualización , conocidos como pantallas de cristal líquido (LCD). La susceptibilidad del eje óptico, llamado director , a un campo eléctrico o magnético produce el potencial de un interruptor óptico que oscurece la luz o la deja pasar. Los métodos utilizados incluyen la transición de Freedericksz , el efecto de campo nemático retorcido y el efecto de conmutación en el plano . Desde las primeras pantallas de cristal líquido, el público comprador ha adoptado la función de conmutación óptica de baja potencia de mesofases con director.
Consideremos un sólido formado por una única especie molecular y sometido a fusión . En última instancia, se convierte en un estado isotrópico al que clásicamente se hace referencia como líquido. Las mesofases ocurren antes cuando aún se mantiene un estado intermedio de orden como en las fases nemática , esméctica y columnar de los cristales líquidos. Por tanto, las mesofases exhiben anisotropía . Los dispositivos LCD funcionan como un interruptor óptico que se enciende y apaga mediante un campo eléctrico aplicado al mesógeno con director. La respuesta del director al campo se expresa con parámetros de viscosidad , como en la teoría de Ericksen-Leslie en mecánica continua desarrollada por Jerald Ericksen y Frank Matthews Leslie . Los dispositivos LCD funcionan solo hasta la temperatura de transición cuando la mesofase cambia a la fase líquida isotrópica en el llamado punto de limpieza . [5]
Los fenómenos de mesofase son importantes en muchos campos científicos. Las ramas editoriales de las sociedades profesionales tienen revistas académicas según sea necesario. Por ejemplo, la Sociedad Química Estadounidense tiene Macromoléculas y Langmuir , mientras que la Sociedad Real de Química tiene Materia Blanda , la Sociedad Física Estadounidense tiene Revisión Física E , y Elsevier tiene Avances en Ciencia de Coloides e Interfaces .