Η βασική διαφορά μεταξύ των θερμοτροπικών και των λυοτροπικών υγρών κρυστάλλων είναι ότι οι θερμοτροπικοί υγροί κρύσταλλοι έχουν μόνο μεσόφαση, ενώ οι λυοτροπικοί υγροί κρύσταλλοι μπορούν να έχουν διάφορες φάσεις.
Οι υγροί κρύσταλλοι μπορούν να περιγραφούν ως η τέταρτη κατάσταση της ύλης που εμφανίζεται μεταξύ της στερεάς και της υγρής φάσης της ύλης. Αυτή η κατάσταση της ύλης αντιπροσωπεύει μια ενδιάμεση φάση μεταξύ κρυσταλλικών στερεών και ισότροπων υγρών. Επιπλέον, υπάρχουν δύο κύριες μορφές υγρών κρυστάλλων. είναι θερμοτροπικοί και λυοτροπικοί υγροί κρύσταλλοι.
Τι είναι οι Θερμοτροπικοί Υγροί Κρύσταλλοι;
Οι θερμοτροπικοί υγροί κρύσταλλοι είναι κρύσταλλοι που έχουν μεσόφαση εντός ορισμένου εύρους θερμοκρασίας. Όταν αυτοί οι κρύσταλλοι τοποθετούνται κάτω από έναν μαγνήτη φασματόμετρου, τα μόρια των κρυστάλλων τείνουν να προσανατολίζονται προς μια κοινή κατεύθυνση. Η κατεύθυνση είναι είτε κατά μήκος του εξωτερικού μαγνητικού πεδίου είτε σε κάθετη κατεύθυνση προς το πεδίο.
Αυτοί οι υγροί κρύσταλλοι αποτελούνται από μικρά μόρια που έχουν πολλές εφαρμογές ως υλικά απεικόνισης, υλικά αποθήκευσης πληροφοριών, οπτικοί συζεύκτες και οπτικοί κυματοδηγοί. Αυτά τα υλικά έχουν συνήθως νηματική, σμηκτική και χοληστερική κατάσταση.
Τι είναι οι Λυοτροπικοί Υγροί Κρύσταλλοι;
Λυοτροπικοί υγροί κρύσταλλοι είναι μορφές κρυστάλλων που σχηματίζονται από τη διάλυση ενός αμφίφιλου μεσογόνου σε κατάλληλο διαλύτη. Το μεσογόνο είναι μια ουσία που μπορεί να εμφανίσει ιδιότητες υγρών κρυστάλλων και μπορούμε να τις περιγράψουμε ως διαταραγμένα στερεά ή διατεταγμένες υγρές μορφές. Για να σχηματιστεί ένας λυοτροπικός υγρός κρύσταλλος, απαιτεί κατάλληλες συνθήκες συγκέντρωσης, θερμοκρασίας και πίεσης. Ένα καθημερινό παράδειγμα λυοτροπικών υγρών κρυστάλλων είναι ένα μείγμα σαπουνιού σε νερό.
Ωστόσο, αυτός ο όρος χρησιμοποιήθηκε νωρίτερα για να περιγράψει την κοινή συμπεριφορά υλικών που αποτελούνται από αμφίφιλα μόρια όταν προσθέτουμε έναν διαλύτη σε αυτό το υλικό. Αυτά τα υλικά περιέχουν μια υδρόφιλη ομάδα κεφαλής που αγαπά το νερό που είναι συνδεδεμένη με μια υδρόφοβη ομάδα που αντέχει στο νερό.
Όταν εξετάζεται ο σχηματισμός ενός λυοτροπικού υγρού κρυστάλλου, συμβαίνει με τον διαχωρισμό μικροφάσης δύο ασυμβίβαστων συστατικών (σε κλίμακα νανομέτρων), που επιτρέπει τον σχηματισμό εκτεταμένης ανισότροπης διάταξης που προκαλείται από διαλύτες. Αυτός ο σχηματισμός εξαρτάται από τις ισορροπίες όγκου μεταξύ των υδρόφοβων και υδρόφιλων μερών του μορίου. Αυτός ο συνδυασμός μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό μιας σειράς μεγάλης εμβέλειας των φάσεων που έχουν μόρια διαλύτη που γεμίζουν μέσα στους χώρους γύρω από τις ενώσεις προκειμένου να παρέχουν ρευστότητα σε αυτό το σύστημα δικτύου.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των θερμοτροπικών και των λυοτροπικών υγρών κρυστάλλων;
Οι θερμοτροπικοί και οι λυοτροπικοί είναι δύο τύποι υγρών κρυστάλλων. Οι θερμοτροπικοί υγροί κρύσταλλοι είναι κρύσταλλοι που έχουν μεσόφαση εντός ορισμένου εύρους θερμοκρασίας, ενώ οι λυοτροπικοί υγροί κρύσταλλοι είναι κρυστάλλοι που σχηματίζονται από τη διάλυση ενός αμφιφιλικού μεσογόνου σε έναν κατάλληλο διαλύτη. Η βασική διαφορά μεταξύ των θερμοτροπικών και των λυοτροπικών υγρών κρυστάλλων είναι ότι οι θερμοτροπικοί υγροί κρύσταλλοι έχουν μόνο μεσόφαση, ενώ οι λυοτροπικοί υγροί κρύσταλλοι μπορούν να έχουν μια ποικιλία φάσεων. Αυτό συμβαίνει επειδή η συγκέντρωση των λυοτροπικών υγρών κρυστάλλων τους επιτρέπει να επάγουν μια ποικιλία διαφορετικών φάσεων. Επιπλέον, μια άλλη διαφορά μεταξύ θερμοτροπικών και λυοτροπικών υγρών κρυστάλλων είναι ότι οι θερμοτροπικοί υγροί κρύσταλλοι εμφανίζουν μετάβαση φάσης κατά την αλλαγή θερμοκρασίας ενώ οι λυοτροπικοί υγροί κρύσταλλοι δεν εμφανίζουν μετάβαση φάσης κατά την αλλαγή θερμοκρασίας.
Το παρακάτω infographic συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ θερμοτροπικών και λυοτροπικών υγρών κρυστάλλων σε μορφή πίνακα.
Σύνοψη – Θερμοτροπικοί έναντι Λυοτροπικοί Υγροί Κρύσταλλοι
Οι υγροί κρύσταλλοι μπορούν να περιγραφούν ως η τέταρτη κατάσταση της ύλης που εμφανίζεται μεταξύ στερεάς και υγρής φάσης της ύλης. Υπάρχουν δύο κύριες μορφές: οι θερμοτροπικοί και οι λυοτροπικοί υγροί κρύσταλλοι. Η βασική διαφορά μεταξύ των θερμοτροπικών και των λυοτροπικών υγρών κρυστάλλων είναι ότι οι θερμοτροπικοί υγροί κρύσταλλοι έχουν μόνο μεσόφαση ενώ οι λυοτροπικοί υγροί κρύσταλλοι μπορούν να έχουν μια ποικιλία φάσεων.
