Flüssigkristall ist ein Begriff, der sich auf Substanzen bezieht, die weder kristallin (fest) noch isotrop (flüssig) sind, sondern irgendwo dazwischen liegen. Es gibt drei Haupttypen oder wissenschaftlich als Mesophasen bezeichnete Flüssigkristalle, die durch ihre unterschiedlichen Mengen an molekularer Ordnung und Positionierung identifiziert werden können. Diese Anordnung der Moleküle macht die Substanz entweder fester oder flüssiger.
Die nematische Phase ist die einfachste Form von Flüssigkristallen und ist die Phase, in der die Kristallmoleküle keine geordnete Position haben und sich frei bewegen können. Obwohl sie keine bestimmte Ordnung haben, neigen die Moleküle während dieser Phase jedoch dazu, in die gleiche Richtung zu zeigen, was sie von einer reinen Flüssigkeit unterscheidet. Flüssigkristalle in dieser Phase lassen sich unter dem Mikroskop durch ihr fadenförmiges Aussehen charakterisieren. Die Verwendung von nematischen Flüssigkristallen ist bei Teleskopobjektiven üblich, da sie ein klares Bild ermöglichen, wenn Forscher mit atmosphärischen Turbulenzen konfrontiert sind.
Die smektische Phase des Flüssigkristalls, die als äquivalent zu dem glitschigen, dicken Rückstand am Boden von. definiert ist Seifenschalen, zeichnet sich durch eine geringfügige Translationsordnung in den Kristallmolekülen aus, die in den nematischen Phase. Während sie eine ähnliche Orientierung beibehalten und in die gleiche Richtung zeigen wie die Moleküle in nematischen Flüssigkristallen, neigen die Moleküle in dieser Phase dazu, sich in Schichten auszurichten. Während sich diese Schichten insgesamt frei bewegen, ist die Bewegung innerhalb der Schichten eingeschränkt; Daher entsteht eine etwas festere Substanz. Es hat sich herausgestellt, dass smektische Flüssigkristalle eine schnelle elektrooptische Ansprechzeit aufweisen und aus diesem Grund zusammen mit nematischen Flüssigkristallen bei der Herstellung von Flüssigkristallbildschirmen (LCD) verwendet werden.
Die cholesterische Phase, auch chiral-nematische Phase genannt, zeichnet sich dadurch aus, dass die Moleküle ausgerichtet und leicht Winkel zueinander, in sehr dünnen Schichten gestapelt – es ist die letzte Phase, bevor eine Substanz kristallin wird, oder solide. Diese Art von Flüssigkristall hat auch die Eigenschaft, die Farbe zu ändern, wenn sie unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt wird. Aus diesem Grund wird cholesterischer Flüssigkristall in üblichen Haushaltsgegenständen wie Thermometern und Stimmungsringen verwendet.