Nematischer Flüssigkristall: Wie viel wissen Sie?

Wissen Sie, was nematische Flüssigkristalle sind? Wenn nicht, werden Sie verwöhnt! In diesem Blogbeitrag werden wir die nematische Flüssigkristallphase und ihre vielen Eigenschaften diskutieren. Diese Phase ist durch Moleküle gekennzeichnet, die keine Positionsordnung haben, aber dazu neigen, in die gleiche Richtung (entlang der Richtung) zu zeigen. Nematische Flüssigkristalle werden in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet, einschließlich LCD-Anzeigen und optischen Filtern. Bleiben Sie dran für weitere Informationen zu nematischen Flüssigkristallen!

Was ist ein nematischer Flüssigkristall?

Flüssigkristalle sind eine Art von Materie, die einige Eigenschaften sowohl von Flüssigkeiten als auch von Feststoffen hat. Im Gegensatz zu einer normalen Flüssigkeit, die Moleküle in einem Flüssigkristall sind auf eine bestimmte Weise orientiert. Dadurch erhält der Flüssigkristall eine bestimmte Form, obwohl er wie eine Flüssigkeit fließen kann.

Nematische Flüssigkristalle sind die am weitesten verbreitete Art von Flüssigkristallen. In nematischen Kristallen sind die Moleküle parallel zueinander ausgerichtet. Diese Art von Flüssigkristall wird in verschiedenen Technologien verwendet, darunter LCD-Displays und Temperatursensoren. Bei der Verwendung in einem LCD-Display helfen nematische Flüssigkristalle, die Helligkeit des Bildschirms zu steuern. Die Moleküle im nematischen Flüssigkristall richten sich als Reaktion auf ein elektrisches Feld aus. Durch Variieren der Stärke des elektrischen Feldes kann der Bildschirm heller oder dunkler gemacht werden. Auch Temperatursensoren nutzen die Eigenschaften nematischer Flüssigkristalle. Die molekulare Orientierung dieser Flüssigkeiten ist empfindlich gegenüber Temperaturänderungen.

Durch Messen der Lichtmenge, die durch eine Probe eines nematischen Flüssigkristalls hindurchtritt, ist es möglich, seine Temperatur zu bestimmen. Daher werden diese Materialien häufig in Thermometern und anderen Geräten zur Temperaturmessung verwendet.

Was sind die Anwendungen von nematischen Flüssigkristallen?

1. Die nematischen Flüssigkristalle werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, die von Anzeigetechnologien wie LCD-Bildschirmen bis hin zu optischen Geräten und Sensoren reichen. In LCD-Bildschirmen werden die nematischen Flüssigkristalle durch ein elektrisches Feld parallel ausgerichtet und dann polarisiertem Licht ausgesetzt.

2. Dadurch wird das Licht gestreut, wodurch die Bilder entstehen, die wir auf dem Bildschirm sehen. Optische Geräte wie Phasenwechselspeicher nutzen die Eigenschaften nematischer Flüssigkristalle zum Speichern von Daten. Beim Erhitzen wechseln die Flüssigkristalle von einem ungeordneten Zustand in einen geordneteren Zustand, der zum Speichern eines binären Bits verwendet werden kann. Beim Abkühlen kehren die Kristalle jedoch wieder in ihren ursprünglichen Zustand zurück, sodass die Daten gelöscht und neu geschrieben werden können.

3. Auf Flüssigkristall basierende Sensoren werden sowohl bei der Temperaturmessung als auch bei der biochemischen Sensorik verwendet. Die Moleküle im Flüssigkristall ändern ihre Orientierung als Reaktion auf Temperatur- oder pH-Änderungen, die elektronisch erfasst und gemessen werden können. Folglich haben nematische Flüssigkristalle ein breites Spektrum potentieller Anwendungen auf vielen verschiedenen Gebieten.

Welche Eigenschaften haben nematische Flüssigkristalle?

Nematische Flüssigkristalle sind eine Art von Materiephase mit weitreichender Orientierungsordnung, aber Positionsunordnung innerhalb desselben Moleküls. Es ist nur dann thermodynamisch stabil, wenn die Moleküle durch Oberflächenwechselwirkungen in bestimmten Orientierungen festgehalten werden, sodass die Phase auf dünne Schichten beschränkt ist, die zwischen Wänden angeordnet sind, die die Orientierung einschränken.

Die Moleküle in einer nematischen Flüssigkeit können frei aneinander vorbeigleiten, wodurch diese Flüssigkeiten wie Öl fließen. Sie haben jedoch auch einige Eigenschaften mit Festkörpern gemeinsam, beispielsweise die Fähigkeit, ihre Form als Reaktion auf ein angelegtes elektrisches Feld zu ändern.

Die Moleküle in einem Nematen sind parallel zueinander ausgerichtet, und diese Ausrichtung führt zu einzigartigen optischen Eigenschaften. Beispielsweise können Nematiken in LCD-Displays verwendet werden, da sie durch Anlegen eines elektrischen Felds dazu gebracht werden können, ihre Form zu ändern. Diese Eigenschaft kann verwendet werden, um die Lichtmenge zu steuern, die durch den Flüssigkristall fällt, was die Erzeugung klarer Bilder ermöglicht.

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