Многие научные открытия имеют интересную судьбу. Возьмем, например,
жидкие кристаллы. Не правда ли, это звучит необычно? Согласно законам
термодинамики в природе существует три агрегатных состояния вещества -
твердое, жидкое и газообразное. Не удивительно, что сам факт
существования жидких кристаллов долгое время подвергался сомнению. И тем
не менее они есть и обладают структурными свойствами жидкости и твердого
тела одновременно.
Впервые с жидкокристаллическим состоянием вещества столкнулся сто лет
назад австрийский ботаник Рейнитцер. Синтезировав бензойнокислый
холестерин, он был поражен его необычными свойствами. При нагревании до
145 °С кристаллы плавились, образуя мутную жидкость. Пройдя рубеж 179
°С, расплав становился прозрачным и при дальнейшем нагревании уже не
изменял своих свойств. Удивителен был и обратный процесс. При охлаждении
до температуры 179 °С расплав приобретал синеватую окраску, которая
быстро исчезала, и жидкость становилась мутной. При приближении к 145 °С
окраска появлялась вновь и вещество тотчас закристаллизовыва-лось.
Необычное поведение вещества заинтересовало немецкого физика Лемана.
Исследовав его в поляризованном свете, Леман установил, что мутный
раствор - не что иное, как совокупность мельчайших оптически
анизотропных областей. На их границах свет рассеивается, поэтому
жидкость кажется мутной. Леман предположил, что это какое-то новое
агрегатное состояние вещества - нечто промежуточное между жидкостью и
твердым телом, и назвал его мезоморфным (от слова <мезос> -
промежуточный). В этой фазе вещество, подобно жидкости, обладает
текучестью, способно образовывать капли, которые при соприкосновении
друг с другом сливаются. Одновременно веществу присуще свойство
кристаллов - анизотропность.
Дальнейшие исследования показали, что жидкокристаллическое состояние
веществ весьма распространено в живой природе. Оно является необходимым
условием для функционирования животных и растений. Можно смело
утверждать, что возникновение жизни на Земле не обошлось без участия
жидких кристаллов. Все клеточные мембраны живых организмов включают в
себя вещества или смеси веществ, способные образовывать
жидкокристаллические структуры. Наглядным примером могут служить
сократительные белки мышечной ткани, мембранные структуры яичников,
спермы.
Сейчас известно около 6000 органических соединений, которые могут
находиться в жидкокристаллическом состоянии. В среднем на каждые 200
вновь синтезированных органических веществ приходится примерно один
жидкий кристалл. Склонность к образованию жидких кристаллов наблюдается
у ароматических соединений, у солей миндальной, коричной, карбоновой
кислот. Обычное мыло тоже способно образовывать жидкие кристаллы.