Cristais líquidos em fase nemática

Da mesma maneira que há muitas variedades de sólidos e líquidos, há também uma variedade de substâncias de cristal líquido. Dependendo da temperatura e da natureza particular da substância, os cristais líquidos podem estar em uma das várias fases distintas (veja abaixo). Neste artigo, vamos discutir sobre os cristais líquidos na fase nemática, os cristais líquidos que tornam as LCDs possíveis.

Uma característica dos cristais líquidos é que são afetados por correntes elétricas. Um tipo particular de cristal líquido nemático, chamado nemático torcido (TN), é naturalmente torcido. A aplicação de uma corrente elétrica nesses cristais líquidos os destorcem em vários graus, dependendo de sua voltagem. As LCDs usam esses cristais líquidos porque eles reagem de maneira previsível à corrente elétrica controlando a passagem de luz.

Tipos de cristal líquidoA maioria das moléculas de cristal líquido tem a forma de haste e é amplamente classificada como termotrópica ou liotrópica. Imagem cedida Dr. Oleg Lavrentovich, Liquid Crystal Institute Cristais líquidos termotrópicos reagem às mudanças de temperatura ou, em alguns casos, de pressão. A reação dos cristais líquidos liotrópicos, que são usados na fabricação de sabões e detergentes, depende do tipo de solvente com que estão misturados. Cristais líquidos termotrópicos são isotrópicos ou nemáticos. A diferença principal é que as moléculas nas substâncias de cristal líquido isotrópico têm um arranjo aleatório, enquanto nos nemáticos há uma ordem ou padrão definido. A orientação das moléculas na fase nemática está baseada no orientador. O orientador pode ser qualquer coisa, desde um campo magnético até uma superfície com ranhuras microscópicas. Na fase nemática, os cristais líquidos podem ser classificados pela maneira com que as moléculas se orientam em relação umas às outras. A disposição mais comum é a esmética, que cria camadas de moléculas. Há muitas variações da fase esmética, como o C esmático, no qual as moléculas em cada camada inclinam-se em um ângulo a partir da camada anterior. Uma outra fase comum é colestérica, também conhecida como nemática quiral. Nessa fase, as moléculas se torcem ligeiramente a partir de uma camada até a próxima, resultando em uma espiral. Os cristais líquidos ferroelétricos (FLCs) usam substâncias de cristal líquido que têm moléculas quirais em uma disposição de tipo C esmético porque a natureza espiral dessas moléculas permite um tempo de resposta à mudança em microsegundos, o que torna as FLCs particularmente adequadas às telas avançadas. Os cristais líquidos ferroelétricos estabilizados por superfície (SSFLCs) exercem uma pressão controlada por meio do uso de uma placa de vidro, suprimindo a espiral das moléculas e tornando a mudança ainda mais rápida.