CRISTALES LÍQUIDOS
Características y aplicaciones
García Rivera, Santiago
Moyano, María Alejandra
ANTECEDENTES HISTÓRICOS
Frederick Reinitzer (1888)
(a) Benzoato de colesterilo fundido a
una temperatura mayor que 179ºC.
En esta región de temperatura, la
sustancia es un líquido
transparente. (b) El benzoato de
colesterilo a una temperatura de
179ºC y su punto de fusión de
145ºC. En este intervalo de
temperatura, el benzoato de
colesterilo exhibe una fase lechosa
líquido-cristalina.
CARACTERÍSICAS ESTRUCTURALES
Estructura e intervalo de temperatura de cristal líquido de algunos
materiales liquido-cristalinos típicos. El intervalo de temperatura
indica entre qué dos temperaturas la sustancia exhibe
comportamiento de cristal líquido.
TIPOS DE FASES LÍQUIDO CRISTALINAS
Tipos de fases
principales
Nemática
Esméctica
Colestérica
TIPOS DE CRISTALES LÍQUIDOS
•
•
•
•
•
•
Nemáticos
Esmécticos
Colestéricos
Ferroeléctricos
Discóticos
Biológicos
FASES LÍQUIDO CRISTALINAS
El ordenamiento en las fases líquido-cristalinas
comparado con un líquido normal (no cristalino).
FASES LÍQUIDO CRISTALINAS
(a) Ordenamiento en un cristal líquido colestérico. Las moléculas de
capas sucesivas están orientadas con un ángulo característico
respecto a las de capas adyacentes a fin de evitar interacciones
desfavorables. El resultado es un eje tipo tornillo, como se aprecia
en (b).
TIPOS DE CRISTALES LÍQUIDOS
Cristal líquido
discótico en
orientación tipo
nemática.
TIPOS DE CRISTALES LÍQUIDOS
(A) Esquema de una bicapa de fosfolípido en agua.
(B) Simulación computarizada que muestra las moléculas de
fosfolípidos y las moléculas de agua circundantes en un corte
transversal de una bicapa lipídica.
APLICACIONES
PANTALLAS DE CRISTAL
LÍQUIDO
ORIENTACIONES PRINCIPALES DE LAS
MÓLECULAS DE CRISTAL LÍQUIDO
Orientaciones moleculares de un cristal líquido nemático.
(a) homogénea.
(b) homotrópica.
(c) Torcida (twisted) 180º.
TIPOS DE DISPOSITIVOS
(a) Dispositivo que funciona por reflexión. Si el dispositivo debe funcionar con luz ambiente
por reflexión, el conjunto se completa con un recubrimiento especular en la cara trasera.
(b) Dispositivo que funciona por transmisión. Si el funcionamiento es por transmisión, se
incluye un sistema de iluminación posterior –backligth-.
(c) Dispositivo que funciona por combinación de los anteriores.
TIPOS DE PANTALLAS LCD
con matrices pasivas:
TN (Twisted Nematic)
STN (Super Twisted Nematic)
ECB (Electric controlled birefrigence)
con matrices activas:
TFT (Thin Film Transistor)
PANTALLA TN
Esquema del funcionamiento de una pantalla LCD de nemático torcido.
PANTALLA STN
Gráfica tensión/transmisión para varios ángulos de
giro en estructuras STN.
PANTALLA BIRREFRINGENTE
Funcionamiento de un
visualizador de
birrefringencia controlado
por tensión. Estas pantallas
son muy dependientes del
espesor de la lámina, d (a
menor espesor, menor
tiempo de respuesta) y del
ángulo de giro (a menor
ángulo mayor
transmisión).
CRISTALES LÍQUIDOS
COLESTÉRICOS Y SUS
APLICACIONES
MAPEADO DE TEMPERATURA
Recubrimiento de un
miembro con una capa
de cristal líquido
colestérico para ver la
variación de
temperatura de la piel.
Cambio de color en un
material líquido
cristalino colestérico en
función de la
temperatura.
Ejemplos
Calculadora
http://www.maloka.org/f2000/laptops/calculator2.html
Polarizador
http://www.maloka.org/f2000/laptops/calculator.html
Comportamiento biestable
http://www.maloka.org/f2000/laptops/index.html
Colores
http://www.maloka.org/f2000/tv/colortv.html
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