Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng nematic smectic at cholesteric liquid crystals ay ang kanilang istraktura. Ang mga nematic na likidong kristal ay walang ayos na istraktura ng mga molekula, at ang mga smectic na likidong kristal ay may layered na molekular na istraktura, samantalang ang mga cholesteric na likidong kristal ay may mga molekula sa isang twisted at chiral arrangement.
Ang terminong mga likidong kristal ay maaaring tukuyin bilang isang yugto ng bagay na may mga katangian sa pagitan ng mga katangian ng kumbensyonal na mga likido at mga solidong kristal. Halimbawa, ang isang likidong kristal ay maaaring dumaloy tulad ng isang likido, ngunit ang mga molekula ng likidong kristal ay may posibilidad na nakatuon sa isang mala-kristal na kalikasan. Mayroong tatlong pangunahing yugto kung saan maaaring mangyari ang mga likidong kristal: mga thermotropic na likidong kristal, lyotropic na likidong kristal, at metallotropikong likidong kristal. Mayroong ilang mga uri ng thermotropic liquid crystals din. Kabilang sa mga uri na ito ang mga nematic crystal, smectic crystal, chiral phase o twisted nematics, discotic phase, at conic phase.
Ano ang Nematic Liquid Crystals?
Ang mga nematic na likidong kristal ay isa sa mga pinakakaraniwang uri ng mga likidong kristal. Ang terminong "nematic" ay nagmula sa isang Greek na pinagmulan kung saan ito ay may kahulugang "thread." Ito ay dahil ang terminong ito ay nagmula sa mga topological na depekto na lumilitaw bilang mga thread. Karaniwan, ang mga topological na depekto na ito sa mga nematics ay pinangalanang mga disklinasyon. Bukod dito, ang mga nematics ay may posibilidad na magpakita ng isang uri ng depekto na kilala bilang "hedgehog" topological defect.
Karaniwan, ang nematic phase ay may calamitic o hugis baras na mga organic molecule na walang positional order. Ngunit ang mga molecule na ito ay may posibilidad na mag-align sa sarili upang magkaroon ng long-range directional order na may mahahabang axes na halos parallel sa isa't isa. Samakatuwid, ang mga molekula sa yugtong ito ay malayang dumaloy, at ang sentro ng masa ng mga molekulang ito ay may posibilidad na random na namamahagi, katulad ng isang likido. Gayunpaman, ang mga molekulang ito ay may posibilidad na mapanatili ang pangmatagalang pagkakasunud-sunod ng direksyon na katulad ng isang solidong yugto.
Karamihan, ang mga nematic phase ay uniaxial. Nangangahulugan ito na ang mga molekula na ito ay may isang axis (ito ay pinangalanan bilang "directrix") na mahaba. Ito ang ginustong axis, at ang iba pang dalawang axes ay katumbas ng bawat isa, at maaari nating tantiyahin ang mga ito bilang mga cylinder o rod. Higit pa rito, maaaring mayroong biaxial nematics na hindi lamang ang oryentasyon ay magkapareho sa kanilang mahabang axis kundi pati na rin sila ay may posibilidad na mag-orient sa isang pangalawang axis.
Ang mga molekula ng nematic phase ay nagpapakita ng pagkalikido na katulad ng pagkalikido sa isang ordinaryong isotropic na likido. Gayunpaman, madali nating maihanay ang mga molekula sa yugtong ito sa pamamagitan ng paggamit ng panlabas na magnetic o electric field. Kapag ang mga molekulang ito ay nakahanay sa isang pagkakasunud-sunod, ang nematic phase ay nagpapakita ng mga optical na katangian ng mga uniaxial na kristal, at samakatuwid, ang mga phase na ito ay lubhang kapaki-pakinabang sa mga likidong kristal na nagpapakita.
Ano ang Smectic Liquid Crystals?
Ang Smectic liquid crystal ay isang uri ng mga likidong kristal na may mahusay na tinukoy na mga layer ng mga molekula na nagagawang mag-slide sa isa't isa. Ang pag-uugali na ito ay katulad ng mga sliding effect na ibinibigay ng sabon. Bukod dito, ang mga smectic na likidong kristal ay nangyayari sa mga temperatura na mas mababa kaysa sa mga nematic na likidong kristal. Ang terminong smectic ay nagmula sa salitang Latin na "smectius" na nangangahulugang "paglilinis"; sa madaling salita, nangangahulugan ito ng pagkakaroon ng mga katangiang tulad ng sabon. Samakatuwid, ang smectic phase ay nakaposisyon sa pagkakasunud-sunod sa isang direksyon.
Figure 01: Smectic A phase sa kaliwa at smectic C phase sa kanan
Maaari nating obserbahan ang dalawang magkaibang smectic phase bilang smectic A phase at smectic C phase. Ang smectic A phase ay may mga molekula na nakatuon kasama ng normal na layer, samantalang ang smectic C ay may mga molekula na nakatagilid palayo dito. Bukod dito, lumilitaw ang ganitong uri ng bahagi bilang isang likido sa loob ng mga layer. Gayunpaman, maaaring mayroong maraming iba't ibang uri ng smectic phase na naiiba sa isa't isa ayon sa uri at antas ng positional at orientational order.
Ano ang Cholesteric Liquid Crystals?
Ang Cholesteric liquid crystals ay isang uri ng likidong kristal na gawa lamang ng mga chiral molecule. Ang ganitong uri ng yugto ay nagpapakita ng chirality. Kadalasan, tinatawag namin ang yugtong ito na isang yugto ng kiral o isang baluktot na yugto ng nematic dahil sa pagiging kiral nito. Ang terminong cholesteric ay nagmula sa unang obserbasyon nito kung saan unang lumitaw ang yugtong ito ng bagay sa mga derivatives ng kolesterol. Mapapansin natin ang ganitong uri ng phase na nagpapakita ng pag-twist ng mga molecule, na patayo sa direktor kung saan ang molecular axis ay parallel sa director.
Figure 02: Cholesteric Phase
May hangganan ang anggulo ng twist sa pagitan ng mga katabing molekula sa yugtong ito dahil sa asymmetric na packing ng mga molekula. Ang ganitong uri ng pag-iimpake ay nagdudulot ng mas mahabang hanay ng chiral order. Karaniwan, tinutukoy namin ang chiral pitch o "p" hinggil sa mga katangian ng cholesteric liquid crystals kung saan ito ay tumutukoy sa distansya kung saan ang mga liquid crystal molecule ay sumasailalim sa full-circle twist (360-degree twist).
Ano ang Pagkakaiba sa pagitan ng Nematic Smectic at Cholesteric Liquid Crystals?
Ang Nematic, smectic, at cholesteric phase ay tatlong magkakaibang phase ng matter na nasa ilalim ng thermotropic liquid crystals. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng nematic smectic at cholesteric liquid crystals ay ang nematic liquid crystals ay walang order na istraktura ng mga molekula, at ang smectic liquid crystals ay may layered na molekular na istraktura, samantalang ang cholesteric liquid crystals ay may mga molekula sa isang twisted at chiral arrangement.
Sa ibaba ay isang buod ng pagkakaiba sa pagitan ng nematic smectic at cholesteric liquid crystal sa tabular form.
Buod – Nematic Smectic vs Cholesteric Liquid Crystals
Ang Nematic, smectic, at cholesteric phase ay tatlong magkakaibang phase ng matter na nasa ilalim ng thermotropic liquid crystals. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng nematic, smectic, at cholesteric liquid crystals ay ang nematic liquid crystals ay walang ordered structure ng mga molecule, at smectic liquid crystals ay may layered molecular structure, samantalang ang cholesteric liquid crystals ay may mga molekula sa twisted at chiral arrangement.
