1.1.
Історія відкриття рідких кристалів
Історія відкриття рідких кристалів розпочинається із
австрійського ботаніка Фрідріха Рейнітцера і німецького фізика Лемана, які у
1888 році звернули увагу на незвичайних стан органічної речовини – похідних
холестерину.
Досліджуючи нову синтезовану речовину холесторилбензоат,
Рейнітцер виявив, що при температурі 145,5оС кристали цієї речовини
плавляться, утворюючи мутну, сильно розсіюючи світло, рідину. При продовження
нагріву після досягнення температури 178,5 оС рідина прояснюється,
тобто починає поводитися в оптичному відношенні, як звичайна рідина, наприклад
вода. Несподівані властивості холесторилбензоат виявляв у мутній фазі.
Розглядаючи цю фазу під поляризаційним мікроскопом, Рейнітцер виявив, що вона
володіє двупереломленням. Це означає, що показник заломлення світла, тобто
швидкість світла в цій фазі, залежить від поляризації.
В кінці XIX століття на початку ХХ століття багато
авторитетних вчених вельми скептично відносились до відкриття Райнітцера і
Лемана. Річ у тім, що не тільки суперечливі властивості рідких кристалів
представлялися багатьом авторитетам сумнівними, але і в тому, що властивості
різних рідкокристалічних речовин виявлялися істотно різними. Так, одні рідкі
кристали володіли дуже великою в’язкістю, у інших в’язкість була невелика. Одні
рідкі кристали проявляли із зміною температури різку зміну забарвлене, так що
їх колір пробігав всі тони веселки, інші рідкі кристали такої різкої зміни
забарвлення не проявляли. Нарешті, зовнішній вигляд зразків різних рідких
кристалів при розгляді під мікроскоп виявлявся зовсім різним. У одного випадку в
полі поляризаційного мікроскопа могли бути видні утворення, схожі на нитки, в
іншому – спостерігалися, схожі на гірський рельєф, а в третьому – картина
нагадувала відбитки пальців. Стояло також питання, чому рідкокристалічна фаза
спостерігається при плавленні тільки деяких речовин?
Ось в таких умовах скептицизму збоку багатьох
авторитетних учених і достатку суперечливих фактів вели свої роботи перші
дослідники рідких кристалів, справжні ентузіасти своєї справи. До їх числа слід
віднести німецького хіміка Д.Форлендера, який на початку ХХ століття в
університетському місті Галле(Німеччина) спільно зі своїми учнями вивчав хімію
рідких кристалів. Він намагався відповісти на питання, якими властивостями
повинні володіти молекули речовини, щоб вони мали рідкокристалічну фазу. В
результаті його робіт стало ясно, що рідкі кристали утворюють речовини,
молекули яких мають подовжену форму.
Заслуга у створенні сучасної класифікації рідких кристалів належить
французькому ученому Ж. Фріделю. В 20-ті роки Фрідель запропонував розділити
всі рідкі кристали на дві великі групи – нематики і смектики. Він же
запропонував загальний термін для рідких кристалів – «мезоморфна фаза». Вводячи
його, Фрідель хотів підкреслити, що рідкі кристали займають проміжне положення між
дійсними кристалами і рідинами як по температурі, так і по своїх фізичних
властивостях.
Вагомий внесок в дослідження рідких кристалів вніс
російський фізик, професор В.Фредерикс.
У 1965 році у Кентском університеті(США) відбулася перша
Міжнародна конференція по рідким кристалам.
Як теоретично, так і експериментально вивчення рідких
кристалів – складна фізична проблема. Причина в тому, що рідкі кристали
займають проміжне положення між рідиною і твердим тілом і потребують для свого
дослідження методів, які застосовуються у фізиці рідин та фізиці твердого тіла.