§ 241. Жидкие кристаллы
Представителей жидких кристаллов надо искать среди органических и биоорганических веществ. Молекулы веществ, образующих жидкие кристаллы, обладают всегда удлиненной формой. Жидкие кристаллы встречаются среди вирусов; дают их липоиды — вещества, входящие в состав живых тканей.
Вещество, образующее жидкие кристаллы, существует в таком виде в определенном интервале температур. Если нагреть жидкий кристалл, он превратится в обычную жидкость, если охладить — станет кристаллом.
Свое название эти вещества получили по той причине, что они причудливым образом сочетают в себе свойства жидкости и кристалла. Они обладают текучестью и образуют капли. Однако капли эти могут иметь не шарообразную, а удлиненную форму. Каждая капелька несколько похожа на кусочек желе. Подробное исследование показывает, что расположение молекул в капле обладает порядком, несвойственным обычным жидкостям.
Обнаружены два типа жидких кристаллов. В первом из них расположение молекул обладает ближним порядком, однако все молекулы располагаются параллельно друг другу. Еще более своеобразен порядок расположения молекул в другом типе жидких кристаллов. В них молекулы располагаются слоями. Каждый слой состоит из параллельных молекул, расположенных одна по отношению к другой в ближнем порядке. Сказанное поясняет схема на рис. 277.
Рис. 277.
Жидкие кристаллы образует растворенное в воде мыло. Те качества мыла, которые делают его моющим средством, непосредственно связаны с его способностью образовывать жидкие кристаллы. Молекула мыла имеет палочковую форму (поперечный размер около 4 А, длина 30—40 А). На одном конце молекулы сосредоточен отрицательный электрический заряд. Этот полярный конец тяготеет к молекулам воды.
Мыльный раствор является жидким кристаллом; он состоит из большого числа двойных слоев молекул, отделенных слоями воды рис. 278). В двойных слоях полярные концы молекул обращены наружу — к воде. Молекулы мыла внутри слоя расположены гесно, но в ближнем порядке. Если в воде немного мыла, то двойные слои мыльных молекул разделены большими слоями воды. Продолжая растворять мыло в воде, мы будем создавать все большее число двойных слоев. Раствор станет насыщенным, когда толщинаоводяного слоя станет равна примерно 20 А. Двойные слои, образующие жидкий кристалл, обладают большой подвижностью. Когда мы моем руки, слои легко скользят один по отношению к другому и вдоль кожи. Полярные концы молекул забирают грязь с рук и отдают ее воде.
Рис. 278.
