Yupqa qatlamlarning tuzilishi yupqa qatlamlarning xossalari. Texnologiyalarning yaratilishi

REJA:

1. SUYUQ KRISTALLAR HAQIDA TUSHUNCHA
2. SUYUQ KRISTALL TURLARI. NEMATIK, SMEKTIK VA HOLESTERIK
3. ELEKTR VA MAGNIT MAYDONLARIDAGI SUYUQ KRISTALLARNING XOSSALARI
4. SUYUQ KRISTALLARNI QO’LLANILISHI MATRITSAVIY DISPLEYLAR.


Suyuq kristallar.
Suyuq kristallar-suyuqlik va kristall xossasiga ega bo’lgan moddalar bo’lib unda bir vaqtning o’zida ham kristallik, ham suyuqlik xususiyatlari namoyon bo’ladi. Ma’lumki moddadarining ko’pchiligi uchta agregat holatda (qattiq, suyuq, gaz) bo’lishi mumkin. Murakkab molekulalarga ega bo’lgan ba’zi organik moddalar yuqoridagi uchta holatdan tashqari to’rtinchi holatda ham bo’lishi mumkin.
Ular eritilayotganida oddiy suyuqlikdan farqlanuvchi suyuq kristall fazasi xosil bo’ladi. Mazkur faza kristallning erish haroratidan boshlanib undan yuqori harorat intervalida mavjud bo’ladi. Agar uni ayni shu interval chegarasidan yuqori haroratga qadar qizdirilsa, suyuq kristall oddiy suyuqlikka aylanib qoladi.
Suyuq kristallar 1888 yilda Avstriyalik batanik-olim F.Reynitser tomonidan birinchi marta olingan va tadqiq qilingan. F.Reynitser sintez qilgan yangi modda xolesteril benzoat ikkita erish nuqtasiga egadir.
Bu qattiq jismning harorati 1450 S ga yetganda, u loyqa suyuqlikka aylanadi. 1790 S haroratda esa suyuqlik tiniqlashib qoladi, ya’ni o’zini optik nuqtai nazardan oddiy suyuqlikdek, masalan suvdek tutadi.
F.Reynitser polyarizatsion mikrosko’p ostida holesteril benzatning loyqa fazasini ko’zatganda u ikkilanma nur sindirishga ega ekanligini aniqladi. Molekulalarning fazoda tartiblanishi odatdagidek to’liq bo’lmasa ham u suyuq kristallar xususiyatiga jiddiy ta’sir ko’rsatadi.
Shuning bilan ham ular oddiy suyuqlikdan farq qiladi. Molekula o’qlarining eng oddiy tartiblanishlaridan tashqari, suyuq kristallarning molekulalarida bundan ham murakkab oriyentatsion tartiblanish amalga oshishi ham mumkin.
Suyuq kristallarning turlari. Nematik, smektik va xalesterik. Molekulalar o’qlarining tartiblanishining ko’rinishiga qarab suyuq kristallar uch turga bo’linadi:
1. Nematik. Nematik grekcha “nema” so’zidan olingan bo’lib “ip” deganidir. Nematiklar tarkibida mikrosko’pik ipsimon strukturalar mavjud bo’lib ularning oxiri yoxud erkin, yoxud idishning devoriga yopishuvchan bo’ladi.
1930 yilning boshlarida nematik moddalarning umuiy molekulyar strukturasi qarama-qarshi muloxazalarning yuzaga kelishiga sabab bo’ldi.
Хuddi shu vaqtda nemis fiziklari Ornshteyn va Kastlar nematik moddadardagi molekulalar butun hajm bo’ylab emas, balki faqat ayrim soxalarda parallel o’qlarga ega bo’lgan gurux yoki “uya” larga to’plangan degan fikrni ilgari surdilar.
Ularning taxminlaricha, har bir uya tarkibida bir millionga yaqin moleklalar joylashgan bo’ladi. Yaqinda Shvetsiyalik olim K.Ozen nematik moddadagi molekulalarning barcha o’qlari bir-biriga parallel, ularning o’zlari esa modda bo’ylab bir xilda joylashganligini isbotladi.
Хozirgi vaqtda uya nazariyasi go’yo ishonch qozonmagandek bo’lib turibdi. 2. Smektik. Smektik, grekcha smegma-sovun so’zidan olingan bo’lib, Smektiklar sigarasimon shakldagi molekulalardan tashkil topgan bo’lib u molekulalarning katta o’qlari bir-biriga parallel orintatsiyalangan qatlamlar to’plamini xosil qiladi.
Smektik suyuq kristall moddalarning eng ko’p tarqalgan misoli sovun ko’pigidir. Sovun pufaklarining tashqi va ichki sirtlari orasida suv bo’lib u smektik qatlamlardan iborat bo’ladi.
Agar pufak siqilsa, suvning molekulalari qatlamdan siqib chiqariladi va u yana qaytadan suyuqlik eritmasiga qaytib o’tadi. Smektik suyuq kristall modda qutblangan yoruғlikni o’tkazadigan mikrosko’p yordamida ko’zatilganda u o’zini optik jixatdan uch o’lchamlik kristalldek, xususan kvarsga o’xshab tutadi.
Demak, qatlamga perpendikulyar ravishda tarqalayotgan yoruғlik tezligi qatlamga parallel tarqalayotganiga nisbatan kichik ekan.boshqacha aytganda, molekulalarning o’zun o’qi bo’ylab yoruғlik ko’ndalangiga nisbatan kichik tezlik bilan tarqaladi.
Bunday tipdagi kristall strukturalar optik musbat strukturalar deb ataladi. 3. Holesterik. Тarkida holesterik mavjud bo’lgan juda ko’p sondagi birikmalar xolesterik deb ataladi.
Хolesterik fazaning xususiyati ko’p jixatidan smektik va nematik fazalarning xususiyatiga o’xshash. Хolesterik suyuq kristallardagi molekulalar ham smektik suyuq kristallardagi molekulalar kabi qatlamlarga to’planganlar. Ammo har bir qatlamning ichida molekulalar o’qining bir-biriga nisbatan joylashuvi esa nematik fazani eslatadi.
Хolesterik molekulalarining o’zun o’qi qatlam tekisligiga parallel bo’lganligi uchun ulardagi qatlamlar juda yupqa bo’ladi. Ma’lumki yoruғlikni qutblanish tekisligini (buruvchi) aylantiruvchi kristall moddalar optik aktiv modda deb ataladi.
O’tkazilgan tajribalar xolesterik modda ham optik aktiv modda ekanligini va qutblanish tekisligini 1800 gacha burchakka burishini ko’rsatdi. Хolesterik suyuq kristalining optik xususiyatlaridan yana biri uning doiraviy dixroizmga (ikkilanma nur sindirishda nurlardan biri ikkinchisiga qaraganda ko’proq yetiladi) ega bo’lishidir.
Smektik va nematik moddalarga qarama-qarshi xolestik suyuq kristallar optik manfiydirlar. Buning ma’nosi sho’qi molekulyar qatlamlarga perpendikulyar tarqalayotgan yoruғlikning tezligi masimal qiymatga ega. Uchchala suyuq kristall moddalarga xos xususiyat ikkinlanma nur sindirilishining mavjudligidir.
Хolesterik holatda modda haroratga qarab, dastlab binafsha, keyin xavorang, keyin ko’k, keyin sariq, qizil va nihoyat infraqizil soxaga o’tganda ular yana rangsizlanadi.
Ҳamma xolesterik suyuq kristallar ham haroratning o’zgarishi bilan bir xil tarzda ta’sirlanmaydi. Masaln ba’zilari o’z rangini faqat qizildan yashilgacha o’zgartiradi.
Elektr va magnit maydonlaridagi suyuq kristallarnnig xossalari. Oddiy nematik moddaning molekulalari elektr va magnit maydonda xuddi temir kukunlari kabi ta’sirlashadi:
Juda kichik maydonning o’ziyoq molekulalarning o’zun o’qlarini bir-biriga parallel joylashtiradi. Magnit maydoni suyuq kristallarning yopishqoqligini ham o’zgartiradi.
Elektr maydoniga joylashtirilgan yupqa suyuq kristall qatlamida difraksion panjaraga o’xshash fazoviy-davriy strukturalar vujudga keladi.
Ma’lum sharoitlarda strukturalar davri va difraksion maksimumlarning intensivligi namunadagi kuchlanishga boғliq bo’lib qoladi. Bu esa boshqariladigan difraksion panjaralar yaratishda foydalanish mumkin.
Katta elektr maydonlarda suyuq kristallarning dastlab tiniq namunasi, yoruғlikni kuchli sochilishi tufayli u xira-loyqa bo’lib qoladi.
Elektr maydon olingandan so’ng suyuq kristall o’zining dastalabki holatiga qaytadi. (yopishqoqligi katta bo’lgan smektikdan boshqalari, u tasvirni o’zoq vaqt “eslab” qoladi). Suyuq kristallarni qo’llanilishi. Matritsaviy qurilmalar.