Есть два способа получения жидких кристаллов. Одни твердые вещества
переходят в жидкокристаллическое состояние при нагревании, другие - при
растворении.
Жидкие кристаллы, которые образуются при нагревании твердого вещества,
называются термотропными. Область их существования имеет определенный
температурный интервал, ограниченный двумя точками плавления вещества. В
одной точке происходит переход твердого вещества в жидкий кристалл, в
другой - жидкого кристалла в изотропную жидкость. Для одних веществ
температурный интервал довольно большой. Так, для
л-пропил-л-азоксициннамата он находится в пределах 123 243 °С. Для
других, как например, для метилбензаль-л-аминобензол-л-оксибензоата, не
превышает нескольких градусов (примерно 3 °С).
Как известно, в момент плавления вещество усиленно потребляет энергию. У
термотропных кристаллов есть своя особенность. В точке плавления
твердого вещества энергии поглощается во много раз больше, чем на
границе перехода жидкий кристалл - изотропная жидкость. Например, для
лазоксианизола удельная теплота плавления твердого кристалла составляет
1,2 -10 5 Дж/кг, а жидкого кристалла - только 2,9-10 3 Дж/кг.
В семействе термотропных кристаллов есть свои <странные дети>. Они
рождаются в необычных условиях - при охлаждении изотропной жидкости. К
ним относится холестерилацетат. Его твердые кристаллы плавятся при
температуре 114 °С, сразу превращаясь в изотропную жидкость. Но если
изотропный расплав быстро охладить до температуры 90 °С, он приобретает
свойства жидкого кристалла. .Интересно, что при медленном охлаждении
жидкокристаллическая фаза не возникает.
Известны вещества, способные переходить в жидкокристаллическое состояние
только при участии молекул растворителя. Это лиотропные кристаллы. Они,
как правило, представляют собой сложную систему из двух и более
компонентов. К лиотропным кристаллам относятся водные растворы многих
видов мыл. В быту иногда используется жидкое калийное мыло. Этот
водноспиртовой раствор алеата калия также принадлежит к семейству жидких
кристаллов.
Что же определяет необычные свойства жидкокристаллических веществ? Ответ
можно получить, исследуя их структуры. Молекулы жидких кристаллов имеют
удлиненную форму. Это позволяет для их описания воспользоваться моделью
жесткого стержня. В зависимости от плотности компоновки и ориентации
молекул-стержней структуры жидких кристаллов делятся на несколько групп:
нематическую, холестерическую и смектическую (рис. 83).
Рис. 83. Условное изображение нематической (а),
холестерической (б) и смектической (в) структур: А, В, С - типы
мектических кристаллов
