ประเภทของผลึกเหลว

ผลึกเหลวเป็นคำที่หมายถึงสารที่ไม่ใช่ผลึก (ของแข็ง) หรือไอโซโทรปิก (ของเหลว) แต่อยู่ระหว่างสองสิ่งนี้ มีสามประเภทหลักหรือสิ่งที่เรียกว่า mesophases ในทางวิทยาศาสตร์ ของผลึกเหลวซึ่งสามารถระบุได้โดยปริมาณที่แตกต่างกันของลำดับโมเลกุลและการวางตำแหน่ง การจัดเรียงโมเลกุลนี้เป็นสิ่งที่ทำให้สารเป็นของแข็งหรือของเหลวมากขึ้น

เฟสนีมาติกเป็นรูปแบบที่ง่ายที่สุดของผลึกเหลวและเป็นเฟสที่โมเลกุลคริสตัลไม่มีตำแหน่งที่เป็นระเบียบและมีอิสระที่จะเคลื่อนที่ไปทางใดทางหนึ่ง อย่างไรก็ตาม ในขณะที่พวกมันไม่มีลำดับเฉพาะ ในระหว่างระยะนี้ โมเลกุลมักจะชี้ไปในทิศทางเดียวกัน ซึ่งทำให้แตกต่างจากของเหลวบริสุทธิ์ ผลึกเหลวในระยะนี้สามารถมีลักษณะเป็นเกลียวเมื่อมองด้วยกล้องจุลทรรศน์ การใช้คริสตัลเหลวนีมาติกเป็นเรื่องปกติในเลนส์กล้องโทรทรรศน์ เนื่องจากช่วยให้ได้ภาพที่ชัดเจนเมื่อนักวิจัยต้องเผชิญกับความปั่นป่วนในชั้นบรรยากาศ

ระยะ smectic ของผลึกเหลว ซึ่งหมายถึง เทียบเท่ากับสารตกค้างที่หนาและลื่นที่ก้น จานสบู่มีลักษณะลำดับการแปลเล็กน้อยในโมเลกุลคริสตัลซึ่งไม่พบในนีมาติก เฟส. ในขณะที่ยังคงทิศทางที่คล้ายกันและชี้ไปในทิศทางเดียวกับโมเลกุลในผลึกเหลวแบบนีมาติก ในระยะนี้ โมเลกุลมีแนวโน้มที่จะเรียงตัวกันเป็นชั้นๆ แม้ว่าเลเยอร์เหล่านี้โดยรวมจะเคลื่อนที่อย่างอิสระ แต่การเคลื่อนไหวภายในเลเยอร์นั้นถูกจำกัด ดังนั้นจึงสร้างสารที่เป็นของแข็งขึ้นเล็กน้อย พบว่าผลึกเหลว Smectic มีเวลาในการตอบสนองทางไฟฟ้าออปติคัลที่รวดเร็ว และด้วยเหตุนี้จึงใช้ร่วมกับคริสตัลเหลวชนิดนีมาติกในการผลิตหน้าจอคริสตัลเหลว

ระยะ cholesteric หรือที่เรียกว่า chiral nematic phase มีลักษณะเฉพาะโดยโมเลกุลถูกจัดเรียงตัวและที่ระดับเล็กน้อย มุมซึ่งกันและกัน ซ้อนกันภายในชั้นบางมาก – เป็นขั้นตอนสุดท้ายก่อนที่สารจะกลายเป็นผลึกหรือ แข็ง คริสตัลเหลวชนิดนี้ยังมีลักษณะของการเปลี่ยนสีเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิที่ต่างกัน ด้วยเหตุนี้เองจึงใช้คริสตัลเหลวที่มีคอเลสเตอรอลในของใช้ในครัวเรือนทั่วไป เช่น เทอร์โมมิเตอร์และวงแหวนแห่งอารมณ์