Cristal líquido

En 1888, cuando Friedrich Reinitzer estudiaba derivados del colesterol encontró un compuesto que parecía tener dos puntos de fusión; en principio, los cristales se fundían generando un fluido denso y opaco.Luego, a una temperatura superior, éste se convertía en un líquido transparente parecido al agua.Cuando la temperatura es lo bastante baja o la presión es lo bastante alta, las moléculas de un cristal líquido ya no pueden desplazarse entre sí con facilidad, y el cristal líquido pasa a ser un sólido normal.En función de esta forma el sistema puede pasar por una o más fases intermedias (mesofases) desde el estado cristalino hasta el líquido.La palabra nemática viene del griego νήμα (nema), que significa “hilo”.La mayoría son cristales líquidos nemáticos monoaxiales: tienen un eje que es más largo y preferido, con los otros dos siendo equivalentes (pueden aproximarse como cilindros o varillas).[4]​ Los nemáticos tienen una fluidez similar a la de los líquidos comunes (isotrópicos) pero pueden ser fácilmente alineados por un campo eléctrico o magnético externo.[5]​ Las fases esmécticas, las cuales se presentan a temperaturas más bajas que la nemática, forman capas bien definidas que se pueden deslizar una sobre otra de una forma similar al jabón.En la fase esméctica A, las moléculas se orientan a lo largo de una capa normal, mientras que en la fase esméctica C éstas se inclinan lejos de la capa normal.[2]​[7]​[8]​ El tono quiral (denominado como p por su palabra en inglés “pitch”), se refiere a la distancia a la que las moléculas de cristal líquido pasan por una rotación total de 360° (pero nótese que la estructura de la fase quiral nemática se repite cada medio tono ya que, en esta fase, los directores a 0° y 180° son equivalentes).[11]​ Las fases azules aparecen en un intervalo de temperatura entre una nemática quiral y una líquida isotrópica.Se predijo teóricamente en el año 1981 que estas fases pueden poseer simetría icosaédrica similar a los cuasicristales.[17]​ La fase columnar es una clase de mesofase en donde las moléculas se ensamblan en estructuras cilíndricas para actuar como mesógenos.Ya que las investigaciones recientes proveen un número de cristales líquidos columnares que consisten en mesógenos no-discóticos, es más común clasificar esta fase y a los compuestos con estas propiedades como cristales líquidos columnares.Otra categoría existente es la de los cristales líquidos liotrópicos, formados por agregados de moléculas anfifílicas (moléculas que poseen, en su misma estructura, regiones hidrofóbicas e hidrofílicas) cuando son colocadas en un medio polar (agua) o apolar (solvente orgánico).Por consiguiente, los cristales líquidos liotrópicos atraen la atención particular en el campo de la química biomimética.[20]​ El orden preciso de las moléculas en la seda es crítico para darle su conocida fuerza.En la fase isotrópica las moléculas están aleatoriamente orientadas; un campo láser puede forzar a la molécula para alinearse en la misma dirección del campo óptico a través de la interacción dipolar.En la fase líquido-cristalina las moléculas están ya alineadas en una dirección caracterizada por el eje principal.En general se requieren pulsos láser muy intensos (MW/cm²) para crear un apreciable alineamiento molecular en la fase isotrópica.las correlaciones moleculares en cristales líquidos dan algo interesante llamado “Pretransitional phenomens”, esto es manifestado con la dependencia crítica del cambio en el índice refractivo inducido por láser y la respuesta en el tiempo en la temperatura.Los materiales de cristal-líquido poseen propiedades ópticas no lineales aún más fuertes en la fase líquido-cristalino que en la fase isotrópica, teniendo una respuesta no lineal efectiva que puede serConsideremos como ejemplo un láser polarizado linealmente que incide en un cristal líquido nemático alineado homeotrópicalmente (NLC).Sobre la acción de un campo óptico de duración arbitraria, aquí son muchos los mecanismos que pueden llevar a cambios en el índice refractivo del cristal líquido, para una orientación fija del eje director.Las medidas experimentales han podido mostrar que los efectos termales son más viables para pulsos láser infrarrojos, que están típicamente en la escala de microsegundos, y por el contrario para pulsos láser de nanosegundos es preferible considerar solo efectos de la densidad en cambios en el índice refractivo.Esto significa que la molécula debe tener alguna forma asimétrica, por lo general llamado centro estereogenico, sin embargo, una pequeña cantidad de dopante quiral en una mesofase de otro modo aquiral es a menudo suficiente para llevar a cabo una relación estable del dominio, haciendo que el sistema quiral general.[22]​ Es posible que las moléculas de LC quirales produzcan mesofases esencialmente aquirales.En concreto, estas moléculas (a veces llamados cristales líquidos plátano) se ha demostrado que son capaces de formar fases de cristal líquido que son quirales[23]​ En cualquier muestra particular, varios dominios tendrán lateralidad opuesta, pero dentro de un dominio dado, tendrán uniones quirales fuertemente enlazadas.Esta fase trenzado reorienta la luz que ha pasado a través del primer polarizador, lo que permite su transmisión a través del segundo polarizador (y se refleja de vuelta al observador si se proporciona un reflector).[26]​[27]​ El vidrio inteligente es un polímero dispersado en dispositivos de cristal líquido mediante hojas y rollos disponibles respaldados por un adhesivo (también llamado película inteligente), que se puede aplicar a ventanas y mediante manipulación eléctrica permite elegir entre transparente y opaco proporcionando una privacidad deseada según se desee.