Cristallo Liquido Termotropico

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Chimica organica e inorganica

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Termine cristallo liquido termotropico

Significato del termine cristallo liquido termotropico

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Traduzione in inglese del termine cristallo liquido termotropico :

thermotropic liquid crystal

Fonte traduzione : https://home.zhaw.ch/~rih/glossari%20E-I/glossari%20E-I%20tecnico-scientifico/chim.xls

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L’affascinante mondo dei cristalli liquidi

Nel 1888 un botanico austriaco di nome Friedrich Reinitzer notò che un materiale (chimicamente noto come colesteril benzoato) presentava due distinti punti di fusione: una volta scaldato un campione solido della sostanza, si osservava dapprima la formazione di un liquido torbido che successivamente, continuando a scaldare, diventava trasparente. Reinitzer aveva scoperto una nuova fase della materia: lo stato Liquido-Cristallino [1, 2].
I Cristalli Liquidi debbono il proprio nome, apparentemente contraddittorio, alla loro natura di fasi intermedie (mesofasi, cioè fasi di mezzo, così sono anche denominati): accanto a caratteristiche proprie dei liquidi, essi mostrano infatti fenomenologie che richiamano in qualche misura il comportamento dei solidi. Queste prerogative assolutamente uniche conferiscono loro straordinarie proprietà elettriche, magnetiche ed ottiche che li rendono estremamente interessanti non soltanto dal punto di vista molecolare ma anche, come vedremo, per quanto riguarda le applicazioni tecnologiche.
In merito alla loro natura chimica, i Cristalli Liquidi possono essere classificati come segue [3, 4]:

Termotropici, miscele o composti puri nei quali la fase liquido-cristallina è stabile in un certo intervallo di temperatura;
Liotropici, costituiti da molecole che assumono comportamento liquido-cristallino solo quando siano mescolate con un solvente di qualche tipo: in tali soluzioni la stabilità della mesofase è funzione principalmente delle condizioni di concentrazione, oltre che della temperatura.

I Termotropici possono poi essere ulteriormente distinti in Calamitici, se formati da molecole di forma essenzialmente allungata (a bastoncino), e Discotici, se la forma delle molecole costituenti è assimilabile a quella di un disco.
Nell’ambito dei cristalli liquidi calamitici (ai quali, in questo contesto, riserveremo la nostra esclusiva attenzione) esistono la fase Nematica (la più semplice delle fasi liquido-cristalline) ed una grande varietà di fasi Smettiche, che sono talora (non sempre) presenti nel diagramma di fase dei materiali studiati (vedi foto sotto); nei Nematici le molecole godono di un ordine statistico che impartisce loro una orientazione preferita ma non possiedono ordine posizionale, in fase Smettica invece, oltre alla già citata organizzazione orientazionale, le molecole esibiscono anche, statisticamente, una disposizione a strati.
Lo studio fondamentale delle cosiddette molecole mesogene (le molecole che inducono la formazione delle mesofasi sopra citate) è di primaria importanza per la conoscenza e la comprensione dell’intima natura della materia, un problema basilare della Scienza.

Per altro verso, i Cristalli Liquidi rivestono anche un grande interesse tecnologico e industriale grazie, per esempio, alla capacità di rispondere significativamente all’applicazione di campi elettrici esterni. Tali campi possono infatti indurre effetti eclatanti nelle proprietà ottiche del sistema liquido-cristallino e ciò li rende candidati ideali alla realizzazione di Display a Cristalli Liquidi (LCD): dai comunissimi orologi da polso e calcolatrici tascabili fino ai più avanzati schermi ultrapiatti per computer e televisori, essi trovano una infinita varietà di applicazioni industriali che coinvolgono tra l’altro imponenti investimenti economici.
Altre applicazioni possibili spaziano dai diffusissimi termometri a cristalli liquidi, che si basano sulle proprietà termiche dei nematici chirali (detti colesterici), agli utilizzi in campo medico quali, ad es., misuratori della pressione transiente del piede sul terreno durante una passeggiata, fino alla tecnologia delle memorie per computer, per non citare che alcuni degli attuali impieghi.

Bibliografia

[1] P. G. De Gennes and J. Prost, The Physics of Liquid Crystals, Oxford Science, Oxford (1993).
[2] P. J. Collings and M. Hird, Introduction to Liquid Crystals, Taylor & Francis, London (1997).
[3] H. Kelker and R. Hatz, Handbook of Liquid Crystals, Verlag Chemie, Weinheim (1980).
[4] D. Demus et al., Handbook of Liquid Crystals , Wiley-VCH, Weinheim (1998)

Autore: Giorgio Celebre

Dipartimento di Chimica Università della Calabria

Fonte: http://www.unibas.it/utenti/villani/Eventi/Voglia%20di%20Chimica/Celebre.doc

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