Los cristales líquidos fueron descubiertos en 1888 por Friedrich Reinitzer

Cristales Líquidos

Introducción

Los cristales líquidos fueron descubiertos en 1888 por Friedrich Reinitzer, un botánico austríaco, mientras analizaba las propiedades físico-químicas de algunos derivados del colesterol. Aunque se considere a Reinitzer como el descubridor de esta nueva fase de la materia, las aplicaciones para los cristales líquidos comenzaron a desarrollarse mucho después.

Su proceso de desarrollo se aceleró en 1969 cuando Kelker y Scheurle observaron que el 4-metoxi-benciliden-4’-butilanilina se comportaba como cristal líquido a temperatura ambiente. Incluso actualmente hay gran cantidad de moléculas que se comportan como cristales líquidos a temperatura ambiente.

Es un tema que abarca interés tanto en el campo de la investigación básica como en el desarrollo de aplicaciones y usos comerciales ya que sirven como materiales modelo para comprender la conexión entre la estructura química y propiedades al igual que proporcionan información sobre ciertos fenómenos presentes en los sistemas biológicos.

Representan un estado intermedio entre líquidos ordinarios y sólidos con orden tri-dimensional haciendo esto complejo el estudio de sus propiedades.

Son fases fluidas con propiedades anisótropas las cuales dependen de la dirección en que se miden, su viscosidad es menor en la dirección paralela a las moléculas y necesitan menos energía para desplazarse unas respecto a las otras a lo largo de sus ejes para moverse lateralmente ya que son moléculas grandes y alargadas. También tienen la capacidad de convertirse en líquidos isótropos cuando se calientan por encima de una temperatura característica, cuando las moléculas tienen la suficiente energía para superar las atracciones que restringen su movimiento.

Propiedades físicas y químicas

-Moléculas asimétricas. Pueden ser moléculas muy alargadas en forma de barrera o moléculas en forma de disco

-Sus átomos dentro de la molécula se sitúan a lo largo del eje de la molécula

-Estructura molecular complicada

-Su viscosidad es menor en la dirección paralela a las moléculas

-Anisótropos. Por la manera que tienen de ordenarse

-Se convierten en isótropos cuando se calienta por encima de la temperatura de transición

-No pasan directamente al estado líquido cuando se calientan

-Se transforman en un líquido nebuloso a una determinada temperatura

-Se transforman totalmente en líquido a una temperatura alta

-Propiedades ópticas

-Puede reflejar colores diferentes dependiendo el ángulo bajo el cual se le observe

Estructura Química

Los cristales líquidos generalmente se obtienen a partir de moléculas orgánicas polares con forma tipo varilla. Como ya hemos mencionado antes las propiedades de los cristales líquidos son intermedios entre los líquidos y sólidos. Las moléculas que forman los cristales líquidos tienen forma típicas de varillas de unos 2.5 nanómetros de longitud como se muestra en las siguientes figuras

[pic 1][pic 2]

Clasificación

Existen dos subclasificaciones de los cristales líquidos : por geometría molecular y por causa de aparición.

1. Por causa de aparición: Termotrópicos y Liotropicos.

-Termotropicos:

Se forman calentando una sustancia pura como por ejemplo el p-azoxianisol a una temperatura adecuada .A su vez hay tres clases de fases formadas por los cristales liquidos termotropicos: Esmecticos , Nematicos y por último los Colestéricos.

-Esmectico:

Las moléculas forman capas que pueden desplazarse una respecto de otras sin interpenetrarse , en cada capa las moléculas están en medio alineadas en una determinada dirección .

-Nematico:

Si las interacciones de la misma capa se debilita hace posible el desplazamiento de las moléculas en sentido perpendicular al plano. Las moléculas se pueden mover en las tres dimensiones del espacio sin rotar manteniendo la alineacion se sus ejes mayores.

-Colestericos:

Se caracterizan por una estructura elicoidal de los ejes de simetría de las moléculas de planos continuos al variar la temperatura varía el paso de hélice el paso de hélice es comparable a la longitud de onda de onda de las radiaciones visibles . Los efectos de difracción son diferente para cada ángulo de observación y cada longitud y color varía el paso de hélice y por consecuencia el color.

-Liotropicos:

Por lo general son disoluciones acuosas con distintas cantidades de soluto sus moléculas son bicabeza o bicola , estas moléculas pueden llegar a formar capas como la mesofase esméctica . A pesar de que este tipos de cristales no se han estudiado de una manera tan detallada como los termotropicos han sido identificados recientemente en los sistemas biológicos como por ejemplo en las proteínas en disolución.

1. Según la geometría molecular:

-Calamiticos:

Geometría de moléculas que forman cristales liquidos calamiticos que en ellas la relación de longitud , diámetro es muy alta . Se dividen en tres formas : Varilla , Liston y Elipsoide.

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