skystųjų kristalų vaizdas poliarizuotoje šviesoje stebint mikroskopu
skysteji kristãlai, fazinė medžiagos būsena, turinti ir skysčio, ir kietojo kristalo savybių. Skystieji kristalai yra klampūs skysčiai, kuriuos sudaro pailgos arba apskritos molekulės, tam tikru būdu išsidėsčiusios visame tūryje. Skystieji kristalai užima tarpinę padėtį tarp kristalų, kuriems būdinga trimatė tolimoji tvarka, ir skysčių, kuriuose tokios tvarkos nėra, todėl skystieji kristalai dažnai vadinami mezomorfinėmis medžiagomis. Pagal cheminę sudėtį ir susidarymo būdą bei sąlygas skiriami termotropiniai, liotropiniai ir metalotropiniai skystieji kristalai. Termotropiniai ir liotropiniai skystieji kristalai susideda iš organinių junginių molekulių, metalotropiniai – iš organinių ir neorganinių junginių molekulių mišinio. Termotropiniai skystieji kristalai susidaro kaitinant kai kuriuos organinius junginius (benzeną, daugiažiedžius aromatinius angliavandenilius); patvarūs tik tam tikrame temperatūros ir slėgio intervale.
Liotropiniai skystieji kristalai susidaro tirpstant vandenyje ar kitame poliniame tirpiklyje kai kurioms amfifilinėms medžiagoms (muilams, polipeptidams, lipidams). Termotropiniai skystieji kristalai būna smektiniai, nematiniai ir cholesteriniai. Smektiniai skystieji kristalai yra sluoksninės struktūros dariniai. Jų molekulių masės centrai išsidėstę vienodu atstumu nutolusiose plokštumose ir gali judėti tose plokštumose bei suktis apie ilgąsias ašis, sluoksniai t. p. gali maišytis. Nematiniai skystieji kristalai neturi sluoksninės struktūros, jų molekulių masės centrai išsidėstę netvarkingai. Šių skystųjų kristalų molekulės yra achiralinės, orientuotos ilgųjų ašių kryptimi ir gali judėti šia kryptimi bei suktis apie ilgąsias ašis. Cholesteriniai skystieji kristalai pagal molekulių masės centrų išsidėstymą panašūs į nematinius, tik jų molekulės kiekviename skystųjų kristalų sluoksnyje yra pasisukusios skirtingu kampu ir sudaro spiralines (sraigto pavidalo) struktūras. Koloninės struktūros kvazikristalų skrituliškos (disko pavidalo) molekulės sudaro daugiasluoksnes kolonų pavidalo struktūras. Šie skystieji kristalai yra neįprastų optinių savybių, dažnai vadinami skystaisiais siūlais. Skystųjų kristalų struktūra ir savybės lengvai kinta keičiant temperatūrą, veikiant elektriniams ir magnetiniams laukams, mechaniniam įtempiui. Skystieji kristalai naudojami daugelyje sričių, viena iš jų – termografija. Sukurta įvairaus temperatūros diapazono indikatorių, pvz., skystakristaliais temperatūros indikatoriais diagnozuojamos kraujagyslių ligos, uždegimai, navikai. Skystieji kristalai naudojami kenksmingų cheminių medžiagų garams, gama ir ultravioletinei spinduliuotei aptikti, infraraudonajai spinduliuotei vizualizuoti. Informacinėje technikoje skystieji kristalai naudojami skaitmeniniuose ir raidiniuose indikatoriuose (elektroniniai laikrodžiai, mikroskaičiuotuvai), optinės elektronikos prietaisuose, informacijos apdorojimo ir vaizdų perdavimo sistemose, pvz., iš skystųjų kristalų gaminami plokščiųjų televizorių ir kiti vaizdo atkūrimo sistemų ekranai.
Istorija
1888 Friedrichas Richardas Reinitzeris (Austrija) ištyrė cholesterinių darinių (priskiriami cholesterinių skystųjų kristalų klasei) savybes. Toliau šiuos junginius tyrė Ottas Lehmannas (Vokietija), 1904 jis pirmasis pavartojo skystųjų kristalų pavadinimą. 1969 Hansas Kelkeris (Vokietija) susintetino nematinius skystuosius kristalus, pradėti praktinio taikymo tyrimai. 1991 P.‑G. de Gennes’as gavo Nobelio fizikos premiją už tvarkos reiškinių tyrimo metodų taikymą skystiesiems kristalams ir polimerams tirti. Lietuvoje pirmieji skystieji kristalai susintetinti 1971, 1976 Vilniaus universitete Chemijos fakultete įkurta skystakristalių junginių sintezės grupė, 1986 – Skystųjų kristalų laboratorija (vadovas P. Adomėnas).
2509