Cristalli liquidi: differenze tra le versioni
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{{nota disambigua|i display a cristalli liquidi|[[LCD]]}}
[[File:Shilirren texture.jpg|thumb|upright=1.5|Ingrandimento sotto luce polarizzata di un cristallo liquido nematico]]
[[File:Fächertextur.jpg|thumb|upright=1.5|Ingrandimento sotto luce polarizzata di un cristallo liquido smectico C]]
I '''cristalli liquidi''' sono una classe di [[composti organici]] con particolari proprietà liquido-cristalline, scoperte nel [[1888]] dal [[botanico]] [[austria]]co [[Friedrich Reinitzer]].<br />
Reinitzer si accorse che riscaldando del [[benzoato di colesterile]] questo dapprima diventava opaco, per poi schiarirsi al progressivo alzarsi della temperatura. Una volta raffreddato, il liquido diventava bluastro e poi [[cristallo|cristallizzava]].
In pratica tali sostanze
== Proprietà ==
I cristalli liquidi possono essere definiti come fluidi altamente anisotropi che esistono fra la fase solida cristallina e quella liquida isotropa. <br /> L'esistenza di queste [[mesofasi]] è dovuta ad una certa organizzazione che le molecole possono assumere passando dall'ordinata disposizione cristallina dello stato solido alla disposizione casuale dello stato liquido.<br />
Numerosi cristalli liquidi possono essere osservati in base alla loro [[birifrangenza]] ottica al microscopio con filtri polarizzatori incrociati.<br />
Alle proprietà tipiche dello stato solido ([[anisotropia]] ottica ed elettrica) e dello stato liquido (fluidità e mobilità molecolare) si aggiungono caratteristiche peculiari dei cristalli liquidi: ad esempio la possibilità di variarne il grado di ordine per mezzo di campi magnetici ed elettrici, o la facoltà che essi hanno di cambiare colore al variare della temperatura.<br />
Questo ha fatto dei cristalli liquidi una classe di composti che sono oggi largamente usati per la costruzione di oggetti di uso quotidiano come i display [[LCD]].
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[[File:SchemaCristalliLiq.jpg|thumb]]
Uno stesso composto, nel percorso fra lo stato cristallino e quello liquido isotropo, può passare attraverso varie mesofasi contraddistinte da un grado di ordine decrescente.<br />
Alla classe dei cristalli liquidi '''liotropici''' appartengono numerose sostanze, alcune delle quali di grande interesse biologico, che si aggregano in mesofasi quando vengono disciolte in un opportuno solvente. È possibile osservare differenti mesofasi liotropiche al variare della concentrazione, ed esiste un valore critico al di sotto del quale la soluzione è [[isotropia|isotropa]].
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=== Mesofase nematica ===
L'aspetto di un campione liquido-cristallino [[nematico]] al microscopio ottico con filtri polarizzatori incrociati ricorda un insieme di fili.<br />
I cristalli liquidi in fase N sono fluidi come i liquidi isotropi, ed i centri di massa delle molecole sono ripartiti senza ordine nello spazio, ma è presente una direzione preferenziale di orientamento delle molecole stesse.
=== Mesofase colesterica ===
Una mesofase nematica formata da una molecola [[chiralità (chimica)|chirale]] assume un orientamento ad elica chiamata ''colesterica'' (Ch) dato che fu osservata per prima nei derivati del colesterolo.<br />
Il passo dell'elica varia al variare della [[temperatura]], e le mesofasi colesteriche sono in grado di [[diffrazione|diffrangere]] la [[luce]] che ha una [[lunghezza d'onda]] pari alla lunghezza del passo.<br />
Al variare della [[temperatura]] si nota quindi una variazione di colore del cristallo liquido.
[[File:Smecticonematico.jpg|right|260px]]
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=== Mesofasi smectiche stratificate ===
[[File:Smectic nematic.jpg|thumb|Immagine di una transizione di fase S<sub>A</sub> - N]]
Come nel caso della fase nematica, nelle mesofasi smettiche gli assi lunghi sono orientati preferenzialmente nella stessa direzione. A questo ordine orientazionale si aggiunge un ordine posizionale mono o bi-dimensionale dovuto al fatto che in queste fasi le molecole si organizzano in strati.<br />
A seconda delle varie configurazioni possibili esistono numerose fase smectiche, ciascuna identificata da una lettera (ad esempio S<sub>A</sub> significa mesofase smectica di tipo A).
Sono stati caratterizzati molti composti che mostrano più mesofasi.<br />
La sequenza in riscaldamento (determinata dal grado di ordine che progressivamente diminuisce) da un cristallo (K) ad un liquido isotropo (I) è la seguente:<br />
K -> S<sub>E</sub> o S<sub>G</sub> -> S<sub>B</sub> -> S<sub>F</sub> -> S<sub>C</sub> -> S<sub>D</sub> -> S<sub>A</sub> -> N -> I
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== Mesofasi liotropiche ==
Una mesofase liotropica è generata da mesogeni che disciolti in un appropriato [[solvente]], ed in determinati intervalli di concentrazione, si aggregano in strutture liquido-cristalline.<br />
Spesso i mesogeni liotropici sono molecole [[anfifilico|anfifiliche]] (ovvero contengono sia gruppi funzionali [[idrofobico|idrofobici]] che [[idrofilico|idrofilici]]). Al variare della concentrazione del solvente ([[acqua]] in questo caso) le proprietà idrofiliche o idrofobiche possono variare, modificando il modo in cui le molecole si aggregano fra di loro e in rapporto alle molecole del solvente.<br />
Il grado di ordine di aggregazione di queste molecole aumenta all'aumentare della concentrazione, ed esistono numerose possibilità di aggregazione [[micella]]re, fra cui per esempio:
* Sferica
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* Lamellare
Numerosi [[tensioattivo|tensioattivi]] mostrano questo tipo di comportamento e si organizzano in [[micella|micelle]] quando disciolti in acqua. Il funzionamento di molti [[Sapone|saponi]] si basa su questa capacità di organizzarsi in [[Micella|micelle]] sferoidali che inglobano il grasso rimuovendolo dalla superficie trattata.<br />
Anche in biologia si incontrano mesogeni liotropici: per esempio numerose sostanze coinvolte nel meccanismo delle membrane biologiche, le proteine che costituiscono la tela del [[Araneidi|ragno]], alcuni [[vira|virus]], i [[fosfolipidi]] e lo stesso [[DNA]].
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[[Categoria:Materiali]]
[[Categoria:Materia soffice]]
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