La differenza fondamentale tra i cristalli liquidi smetici nematici e colesterici è la loro struttura. I cristalli liquidi nematici non hanno una struttura di molecole ordinata e i cristalli liquidi smetici hanno una struttura molecolare a strati, mentre i cristalli liquidi colesterici hanno le molecole in una disposizione contorta e chirale.
Il termine cristalli liquidi può essere definito come una fase della materia con proprietà intermedie tra le proprietà dei liquidi convenzionali e dei cristalli solidi. Ad esempio, un cristallo liquido può fluire come un liquido, ma le molecole del cristallo liquido tendono ad essere orientate in una natura cristallina. Esistono tre fasi principali in cui possono verificarsi i cristalli liquidi: cristalli liquidi termotropici, cristalli liquidi liotropici e cristalli liquidi metallotropici. Esistono anche diversi tipi di cristalli liquidi termotropici. Questi tipi includono cristalli nematici, cristalli smetici, fase chirale o nematici contorti, fase discotica e fasi coniche.
Cosa sono i cristalli liquidi nematici?
I cristalli liquidi nematici sono uno dei tipi più comuni di cristalli liquidi. Il termine “nematico” deriva da un'origine greca dove ha il significato di “filo”. Questo perché questo termine ha origine dai difetti topologici che appaiono come fili. Normalmente, questi difetti topologici nella nematica sono chiamati disclinazioni. Inoltre, i nematici tendono a mostrare un tipo di difetto noto come difetti topologici "riccio".
Tipicamente, la fase nematica ha molecole organiche calamitiche oa forma di bastoncino che non hanno ordine posizionale. Ma queste molecole tendono ad autoallinearsi per avere un ordine direzionale a lungo raggio con assi lunghi che sono più o meno paralleli tra loro. Pertanto, le molecole in questa fase sono libere di fluire e il baricentro di queste molecole tende a distribuirsi casualmente, come un liquido. Tuttavia, queste molecole tendono a mantenere l'ordine direzionale a lungo raggio simile a una fase solida.
Per lo più, le fasi nematiche sono uniassiali. Ciò significa che queste molecole hanno un asse (chiamato "direttrice") che è lungo. Questo è l'asse preferito, e gli altri due assi sono equivalenti tra loro, e possiamo approssimarli come cilindri o aste. Inoltre, possono esserci nematici biassali aventi non solo l'orientamento simile nel loro asse lungo, ma tendono anche ad orientarsi lungo un asse secondario.
Le molecole della fase nematica mostrano una fluidità simile alla fluidità di un normale liquido isotropico. Tuttavia, possiamo facilmente allineare le molecole in questa fase attraverso l'applicazione di un campo magnetico o elettrico esterno. Quando queste molecole sono allineate in un ordine, la fase nematica mostra le proprietà ottiche dei cristalli uniassiali e, pertanto, queste fasi sono molto utili nei display a cristalli liquidi.
Cosa sono i cristalli liquidi Smectic?
I cristalli liquidi Smetici sono un tipo di cristalli liquidi che hanno strati ben definiti di molecole che sono in grado di scivolare l'uno sull' altro. Questo comportamento è simile agli effetti di scorrimento dati dal sapone. Inoltre, i cristalli liquidi smetici si verificano a temperature inferiori a quella dei cristalli liquidi nematici. Il termine smectic ha origine dal vocabolo latino “smectius” che significa “pulire”; in altre parole, significa la presenza di proprietà simili al sapone. Pertanto, la fase smetica è posizionata in ordine lungo una direzione.
Figura 01: Fase A smectic a sinistra e fase C smetica a destra
Possiamo osservare due diverse fasi smetiche come la fase smetica A e la fase smetica C. La fase smetica A ha le molecole orientate insieme allo strato normale, mentre la fase smetica C ha le sue molecole inclinate lontano da esso. Inoltre, questo tipo di fase appare come un liquido all'interno degli strati. Tuttavia, possono esserci molti tipi diversi di fasi smetiche che sono diverse tra loro in base al tipo e al grado di ordine posizionale e orientativo.
Cosa sono i cristalli liquidi colesterici?
I cristalli liquidi colesterici sono un tipo di cristalli liquidi formati solo da molecole chirali. Questo tipo di fase mostra chiralità. Spesso chiamiamo questa fase una fase chirale o una fase nematica contorta a causa della sua chiralità. Il termine colesterico deriva dalla sua prima osservazione in cui questa fase della materia è apparsa per la prima volta nei derivati del colesterolo. Possiamo osservare questo tipo di fase che mostra una torsione delle molecole, che sono perpendicolari al direttore dove l'asse molecolare è parallelo al direttore.
Figura 02: Fase colesterica
C'è un angolo di torsione finito tra le molecole adiacenti in questa fase a causa dell'imballaggio asimmetrico delle molecole. Questo tipo di imballaggio provoca un ordine chirale a più lungo raggio. Solitamente, definiamo il passo chirale o "p" per quanto riguarda le proprietà dei cristalli liquidi colesterici dove ci si riferisce alla distanza su cui le molecole di cristalli liquidi subiscono una torsione di un cerchio completo (torsione di 360 gradi).
Qual è la differenza tra cristalli liquidi smetici nematici e colesterici?
Le fasi nematica, smetica e colesterica sono tre diverse fasi della materia che si trovano sotto i cristalli liquidi termotropici. Il differenza fondamentale tra cristalli liquidi smetici e colesterici nematici è quello i cristalli liquidi nematici non hanno una struttura ordinata di molecole e i cristalli liquidi smettici hanno una struttura molecolare a strati, mentre i cristalli liquidi colesterici hanno molecole in una disposizione contorta e chirale.
Di seguito è riportato un riepilogo della differenza tra cristalli liquidi smetici nematici e colesterici in forma tabellare.
Riepilogo – Smectic Nematic vs Cristalli liquidi colesterici
Le fasi nematica, smetica e colesterica sono tre diverse fasi della materia che si trovano sotto i cristalli liquidi termotropici. Il differenza fondamentale tra cristalli liquidi nematici, smetici e colesterici è quello i cristalli liquidi nematici non hanno una struttura ordinata di molecole e i cristalli liquidi smettici hanno una struttura molecolare a strati, mentre i cristalli liquidi colesterici hanno le molecole in una disposizione contorta e chirale.
