1.4.1. ایزومری شیمیایی واحدها

1.4.3. استریوایزومریسم

فصل 2. فیزیک پلیمرها

2.1. فیزیک ماکرومولکول ها

2.1.1. توپ کامل

2.1.2. زنجیر واقعی اثر حجمی حذف شده است

2.1.3. انعطاف پذیری زنجیره ای

2.2. ماهیت خاصیت ارتجاعی پلیمری

2.2.1. اجزای ترمودینامیکی نیروی الاستیک

2.2.2. خاصیت ارتجاعی گاز ایده آل

2.2.3. کشش یک توپ ایده آل

2.2.4. خاصیت ارتجاعی مش پلیمری

2.3. ویسکوالاستیسیته سیستم های پلیمری

2.3.1. مدل ماکسول آرامش استرس

2.3.2. نظریه reptation

2.3.3. مدل کلوین. خزیدن

2.3.4. ویسکوالاستیسیته دینامیکی

2.3.5. خواص آرامش بخش پلیمرها اصل برهم نهی

فصل 3. محلول های پلیمری

3.1. ترمودینامیک محلول های پلیمری

3.1.1. مفاهیم ترمودینامیکی و کمیت های مورد استفاده

3.1.2. اصول محاسبه آنتالپی و آنتروپی اختلاط

3.1.3. نظریه فلوری-هاگینز

3.1.4. خواص جمع آوری محلول های پلیمری فشار اسمزی

3.1.5. معادله حالت. ویژگی های ترمودینامیکی محلول

3.1.6. حجم و خواص ترمودینامیکی محلول حذف شده است

3.1.7. حلالیت محدود تقسیم بندی

3.2. خواص محلول های پلیمری

3.2.1. تورم. ژل

3.2.2. ویسکوزیته محلول های پلیمری رقیق

3.2.3. محلول های پلیمری غلیظ

3.3. پلی الکترولیت ها

3.3.1. تأثیر بارها بر روی ترکیب ماکرومولکول ها

3.3.2. برهمکنش زنجیرهای باردار با یون های ضد. فروپاشی شبکه ها

3.3.3. خواص محلول های پلی الکترولیت

3.4. حالت کریستالی مایع پلیمرها

3.4.1. ماهیت حالت کریستالی مایع ماده

3.4.2. تاثیر دما و میدان ها بر سیستم های کریستال مایع

3.4.3. ویسکوزیته محلول های پلیمرهای کریستال مایع

3.4.4. الیاف پلیمری کریستال مایع با استحکام بالا و مدول بالا

فصل 4. بدنه های پلیمری

4.1. پلیمرهای کریستالی

4.1.1. شرایط کریستالیزاسیون ساختار یک کریستال پلیمری

4.1.2. سینتیک کریستالیزاسیون

4.2. سه حالت فیزیکی پلیمرهای آمورف

4.2.1. منحنی ترمومکانیکی

4.2.2. حالت های شیشه ای و بسیار الاستیک پلیمرها

4.2.3. وضعیت جریان ویسکوز پلیمرها

4.2.4. پلاستیک سازی پلیمرها

4.3. خواص مکانیکی پلیمرها

4.3.1. خواص تغییر شکل پلیمرها گرایش

4.3.2. استحکام و کشش نظری و واقعی پلیمرهای کریستالی و آمورف

4.3.3. مکانیک و مکانیسم تخریب پلیمرها

4.3.4. استحکام ضربه پلیمرها

4.3.5. ماندگاری. استحکام خستگی پلیمرها

4.4. خواص الکتریکی پلیمرها

4.4.1. دی الکتریک های پلیمری

4.4.2. انتقال آرامش

4.4.3. فلزات مصنوعی

فصل 5. سنتز پلیمرها با استفاده از روش های پلیمریزاسیون زنجیره ای و پله ای

5.1. پلیمریزاسیون رادیکال

5.1.1. شروع پلیمریزاسیون رادیکال

انتهای جدول 5.1

5.1.2. واکنش های اولیه و سینتیک پلیمریزاسیون

1. شروع.

2. رشد زنجیره ای.

3. قطع مدار.

5.1.3. توزیع وزن مولکولی در طی پلیمریزاسیون رادیکال

5.1.4. تأثیر دما و فشار بر پلیمریزاسیون رادیکال

5.1.5. مدل انتشار خاتمه زنجیره. اثر ژل

5.1.6. انتقال زنجیر کاتالیزوری

5.1.7. پلیمریزاسیون رادیکال کاذب

5.1.8. پلیمریزاسیون امولسیونی

5.2. پلیمریزاسیون کاتیونی

5.2.1. واکنش های ابتدایی سینتیک

5.2.2. پلیمریزاسیون کاتیونی شبه کاتیونی و شبه زنده

5.2.3. اثر حلال و دما

5.3. پلیمریزاسیون آنیونی

5.3.1. واکنش های شروع اولیه

5.3.2. سینتیک پلیمریزاسیون آنیونی با خاتمه زنجیره

5.3.3. پلیمریزاسیون زنده کوپلیمرهای بلوکی

5.3.4. پلیمریزاسیون انتقال گروهی

5.3.5. اثر دما، حلال و ضد یون

5.4. پلیمریزاسیون هماهنگی یونی

5.4.1. کاتالیزورهای زیگلر-ناتا جنبه تاریخی

5.4.2. پلیمریزاسیون بر روی کاتالیزورهای ناهمگن Ziegler-Natta

5.4.3. پلیمریزاسیون هماهنگی آنیونی دین ها

5.5. سنتز پلیمرهای هتروشین با پلیمریزاسیون یونی

5.5.1. ترکیبات حاوی کربونیل

5.5.2. پلیمریزاسیون باز کردن حلقه استرها و اپوکسیدها

5.5.3. پلیمریزاسیون لاکتام ها و لاکتون ها

5.5.4. سایر هتروسیکل ها

5.6. پلیمریزاسیون مرحله ای

5.6.1. چند تراکم تعادلی و غیرتعادلی

5.6.2. سینتیک پلی تراکم

5.6.3. توزیع وزن مولکولی پلیمر در طی چند متراکم شدن

5.6.4. پلیمرهای شاخه ای و متقاطع

5.6.5. فنوپلاستیک ها، آمینوپلاست ها

5.6.7. پلی اورتان ها پلی سیلوکسان ها

5.6.8. پلیمرهای آروماتیک زنجیره ای سفت و سخت

5.6.9. پلیمرهای پرشاخه

5.7. مسائل کلی سنتز پلیمر

5.7.1. ترمودینامیک سنتز

5.7.2. مقایسه پلیمریزاسیون یونی و رادیکالی

5.7.3. در مورد کلیت فرآیندهای پلیمریزاسیون شبه زنده

فصل 6. کوپلیمریزاسیون زنجیره ای

6.1. نظریه کمی کوپلیمریزاسیون

6.1.1. منحنی های ترکیب کوپلیمر و فعالیت نسبی مونومرها

6.1.2. ترکیب و ریزساختار کوپلیمر. رویکرد آماری

6.1.3. کوپلیمریزاسیون چند جزئی

6.1.4. کوپلیمریزاسیون به تبدیل عمیق

6.2. کوپلیمریزاسیون رادیکال

6.2.1. نرخ کوپلیمریزاسیون

6.2.2. ماهیت اثر پیوند پیش پایانی

6.2.3. اثر دما و فشار بر کوپلیمریزاسیون رادیکال

6.2.4. کوپلیمریزاسیون جایگزین

6.2.5. تأثیر محیط واکنش

6.2.6. رابطه بین ساختار مونومر و رادیکال و واکنش پذیری. طرح q-e

6.3. کوپلیمریزاسیون یونی

6.3.1. کوپلیمریزاسیون یون KaI

6.3.2. کوپلیمریزاسیون آنیونی

6.3.3. کوپلیمریزاسیون روی کاتالیزورهای Ziegler-Natta

فصل 7. شیمی پلیمر

7.1. ویژگی های مشخصه ماکرومولکول ها به عنوان معرف

7.1.1. تأثیر پیوندهای همسایه

7.1.2. اثرات ماکرومولکولی و فوق مولکولی

7.2. اتصال عرضی پلیمرها

7.2.1. خشک کردن رنگ

7.2.2. ولکانیزه کردن لاستیک ها

7.2.3. پخت رزین های اپوکسی

7.3. تخریب پلیمرها

7.3.1. تخریب حرارتی دوچرخه سواری

7.3.2. تخریب حرارتی اکسیداتیو. احتراق

7.3.3. تخریب عکس. فوتواکسیداسیون

7.4. تبدیل های مشابه پلیمر

7.4.1. پلی وینیل الکل

7.4.2. تبدیل شیمیایی سلولز

7.4.3. اصلاح ساختاری سلولز

ادبیات

4.2.2. حالت های شیشه ای و بسیار الاستیک پلیمرها

حالت شیشه ای یکی از اشکال حالت جامد پلیمرهای آمورف است که با تغییر شکل های الاستیک کوچک با مقادیر بالای مدول الاستیک E≈2.2·10 3 -5·10 3 MPa مشخص می شود. این تغییر شکل ها با تغییر جزئی در فاصله بین اتم ها و زوایای پیوند زنجیره اصلی همراه است.

حالت بسیار الاستیک با تغییر شکل های برگشت پذیر بزرگ (تا 600-800٪) و مقادیر کم مدول الاستیک پلیمر (0.2-2 مگاپاسکال) مشخص می شود. کشش یک پلیمر در هنگام تغییر شکل بسیار الاستیک با آزاد شدن انرژی به شکل گرما همراه است، در حالی که انقباض با فشرده سازی همراه است. مدول الاستیک پلیمر تغییر شکل پذیر با افزایش دما افزایش می یابد، در حالی که مدول الاستیک در حالت شیشه ای کاهش می یابد. تغییر شکل بسیار الاستیک در طول زمان رخ می دهد، زیرا در اثر حرکت قطعات ایجاد می شود و بنابراین، یک فرآیند مولکولی- جنبشی آرامش است.

ماهیت نیروی الاستیکی که در هنگام تغییر شکل پلیمرها در حالت های شیشه ای و بسیار الاستیک ایجاد می شود در بخش مورد بحث قرار گرفته است. 2.2.1. در مورد اول، با تغییر در انرژی داخلی همراه است، در مورد دوم - آنتروپی. مکانیسم مولکولی کشش آنتروپیک مرتبط با بازیابی محتمل‌ترین اندازه‌های کویل‌های ماکرومولکولی به تفصیل در بخش مورد بحث قرار گرفته است. 2.2.

حالت بسیار الاستیک به وضوح در لاستیک های "متقابل" آشکار می شود، به عنوان مثال. لاستیک در پلیمرهای خطی، تغییر شکل برگشت ناپذیر روی تغییر شکل برگشت پذیر قرار می گیرد، یعنی. جریان. حالت بسیار الاستیک را می توان در پلیمرها در محدوده دمایی مختلف مشاهده کرد - از -100 تا 200 درجه سانتیگراد. استفاده فنی از مواد بسیار الاستیک به خواص ضربه گیر و مدول الاستیک پایین آنها مربوط می شود.

هنگامی که در معرض یک نیروی تناوبی خارجی با فرکانس بالا قرار می گیرند، پلیمرهایی که در حالت بسیار الاستیک هستند می توانند به یک حالت تغییر شکل الاستیک-سخت تبدیل شوند که با "انجماد" تحرک قطعات مرتبط نیست (جدول 4.1). این نوع انتقال شیشه ای در میدان های نیرو در دماهای بالاتر از دمای انتقال شیشه ای ساختاری، انتقال شیشه ای مکانیکی نامیده می شود. ماهیت این پدیده قبلاً در بخش مورد بحث قرار گرفت. 2.3.4.

انتقال شیشه ای پلیمرها یک فرآیند آرامش بخش است. با آرامش همراه است، یعنی. با حرکت بخش هایی از ماکرومولکول های حاوی 5-20 اتم از زنجیره اصلی (بسته به انعطاف پذیری آن). این فرآیند دارای ویژگی مشارکتی برجسته است.

در طول انتقال شیشه ای، تغییر ناگهانی در ظرفیت گرمایی، ضریب دمایی انبساط حجمی و ضریب تراکم پذیری حرارتی وجود دارد، در حالی که فقط یک پیچ خوردگی در منحنی های حجم خاص، آنتالپی و آنتروپی مشاهده می شود. در T T دومین مشتق تابع گیبس است

تغییر ناگهانی، که نشانه انتقال مرحله مرتبه دوم است. با وجود این، انتقال شیشه ای یک انتقال فاز نیست،

جدول 4.1 دمای انتقال شیشه ای، ضریب فضایی (انعطاف پذیری) σ و بخش کوهن کلاس های مختلف پلیمرها

		قطعه کوهن، نانومتر
پلیمرهای زنجیره ای انعطاف پذیر:
پلی کلروپرن
پلی دی متیل اسپلوکسان
پلی استرها
سیس پلی سونرن (لاستیک طبیعی)
پلی بوتادین
پلی آمیدهای آلیفاتیک
پلی متیل متاکریلات
پل و متیل اکریلیک
پلی بوتیل آکریلات
پلی وینیل استات
پلی استایرن
پلی اتیلن
پلی پروپیلن
پلی اکریلونیتریل
کلرید پلی وینیل
پلیمرهای زنجیره ای سفت و سخت:
اسید ترفتالیک و فنل فتالئین پلی آریلات
پلی آمید اسید ترفتالیک و آنیفتالئین
پلی ایمید دی آنیدرید 3،3،4،4 اینچ تتراکربوکسی فنیل اکسید و آنیلین فلورن

از آنجایی که منجر به وضعیت غیر تعادلی سیستم می شود. این توسط تعدادی از ویژگی های جنبشی تایید می شود:

کاهش یکنواخت و نامحدود در دمای انتقال شیشه ای با کاهش سرعت خنک کننده و بالعکس.

در جهت مخالف تغییر ظرفیت گرمایی در طول انتقال شیشه ای و انتقال فاز مرتبه دوم (در طول انتقال شیشه ای، ظرفیت گرمایی کاهش می یابد).

به طور معمول، دمای انتقال شیشه ای زمانی که سرعت خنک کننده با ضریب 10 تغییر می کند تقریباً 3 درجه سانتیگراد تغییر می کند و فقط در برخی موارد می تواند بین 10-15 درجه سانتیگراد تغییر کند. بارتنف فرمولی را برای محاسبه دمای انتقال شیشه ای در نرخ های مختلف تغییر دما پیشنهاد کرد:

جایی که c ثابت مادی است. نرخ گرمایش همزمان بر حسب درجه سانتیگراد در ثانیه.

نظریه های انتقال شیشه ایتحرک هر واحد جنبشی با زمان آرامش t تعیین می شود، که مطابق با فرمول (2.93)، به طور تصاعدی به انرژی فعال سازی بستگی دارد. نشان داده شده است که با کاهش دما، انرژی فعال سازی برای حرکت قطعات به سرعت افزایش می یابد، که با کاهش حجم آزاد پلیمر و افزایش سیستم آرامش مشارکتی همراه است. در طول انتقال شیشه ای، حجم آزاد به حداقل مقدار می رسد و حرکت قطعات متوقف می شود. حجم آزاد پلیمر Vst با عبارت زیر تعیین می شود:

که در آن V حجم کل است، یعنی. حجم واقعی بدنه پلیمری؛ V 3 - حجم اشغال شده برابر با حجم درشت مولکول ها. حجم آزاد در سراسر پلیمر به شکل ریز منافذ توزیع می شود که منشا آن با ناهمگنی ساختار مرتبط است.

تغییر در حجم بدن در طول گرمایش با ضریب مشخص می شود

پسوندها در T > T c، تغییر در حجم پلیمر عمدتاً با تغییر در حجم آزاد تعیین می‌شود؛ ضریب انبساط برای این ناحیه برابر با 1 نشان داده می‌شود. در تی< Т с свободный объем изменяется в существенно меньшей степени (рис. 4.6), изменение объема полимера в этой области происходит по закону, характерному для твердых кристаллических тел с коэффициентом объемного расширения 2 . Величина ∆= 1 - 2 имеет физический смысл коэффициента температурного расширения свободного объема. Она связана с температурой стеклования полимеров эмпирическим уравнением Бойера-Симхи:

در تئوری گیبس و دی مارتزیو، فرآیند انتقال شیشه‌ای یک پلیمر از منظر حالت ترمودینامیکی سیستم در نظر گرفته می‌شود که با تعداد ترکیب‌های احتمالی ماکرومولکول تعیین می‌شود. فرض بر این است که راه‌های ممکن جهت‌یابی واحدهای زنجیره‌ای را می‌توان به دو حالت شدید مربوط به مقادیر انرژی ε1 و ε2 کم کنفورمرها کاهش داد. در رابطه با مدل ایزومر چرخشی زنجیره، اولی را می توان به ایزومرهای ± گاش و دومی را به ایزومرهای ترانس نسبت داد. در T > Tc پلیمر با یک مجموعه ساختاری بزرگ و آنتروپی ساختاری مولی قابل توجه SK مشخص می شود. با کاهش دما، شدت حرکت حرارتی بخش ها کاهش می یابد، یعنی. انعطاف پذیری زنجیره، بنابراین، ترکیبات مربوط به مقادیر بزرگ (ε1) انرژی داخلی منجمد می شود و SK کاهش می یابد. در یک دمای معین T = T 2، انتقال ترکیبات ترانس به گاوش "+" یا "-" غیرممکن می شود و حرکت حرارتی بخش ها متوقف می شود. به این معنی که ∆S K = 0، اگر از فرمول بولتزمن برای محاسبه آنتروپی ساختاری استفاده کنیم و احتمال ترمودینامیکی را برابر با عدد ترکیب فرض کنیم.

از آنجایی که T2 دمایی است که در آن آنتروپی اضافی یک مایع فوق سرد (در این مورد یک پلیمر آمورف) در مقایسه با یک کریستال صفر می شود، انتقال شیشه ای در نظریه گیبس-دی مارتزیو یک انتقال فاز مرتبه دوم در نظر گرفته می شود. در واقع، در طول انتقال شیشه ای، برخی از علائم رسمی چنین انتقالی مشاهده می شود - جهش در ظرفیت گرمایی، تغییر شدید در ضریب انبساط حجمی و غیره. علاوه بر این، نشان داده شد که در طول انتقال شیشه ای، توزیع مجدد گاوش و ایزومرهای ترانس، همانطور که طبق نظریه مارزیو گیبز-دی پیشنهاد شده است، رخ می دهد. در عمل معلوم شد که T c > T 2 همیشه. بنابراین، نویسندگان این نظریه فرض کردند که T2 = Tc فقط در نرخ های خنک کننده پلیمری بی نهایت کوچک، زمانی که پدیده آرامش در پلیمرها به حداقل می رسد. اما حتی تحت این شرایط، تشخیص انتقال شیشه ای با انتقال فاز مرتبه دوم نادرست است، زیرا انتقال شیشه ای یک حالت متابولیسم را ثابت می کند که آنتروپی آن در هر دمایی بیشتر از آنتروپی حالت کریستالی است. بنابراین، باید در نظر گرفت که دو انتقال مستقل در T2 و Tc وجود دارد که با یکدیگر مرتبط هستند. نظریه ترمودینامیکی انتقال شیشه ای بیشتر در آثار آدام و گیبس توسعه یافت.

نظریه جنبشی انتقال شیشه ای.برای پلیمرهای قطبی با فعل و انفعالات بین مولکولی قوی، نتایج خوبی توسط نظریه ژورکوف، یکی از اولین تئوری های انتقال شیشه ای به دست می آید. بر اساس این نظریه، انتقال شیشه ای پلیمر، یعنی. توقف حرکت حرارتی بخش ها به دلیل تشکیل یک شبکه فضایی از پیوندهای منسجم بین مولکولی ضعیف - دوقطبی، گیرنده دهنده (از جمله هیدروژن) است.

انرژی برهمکنش بین مولکولی کمی به دما بستگی دارد، در حالی که انرژی حرکت حرارتی واحدها با kT متناسب است. با کاهش دما، انرژی حرکت حرارتی کاهش می یابد و هنگامی که معلوم می شود برای غلبه بر نیروهای برهمکنش بین مولکولی کافی نیست، شبکه ای از پیوندهای بین مولکولی تشکیل می شود، به عنوان مثال. انتقال شیشه ای در این مورد، برای انتقال به حالت شیشه ای، کافی است که تحرک بخش های کوهن را "یخ بزنیم"، در حالی که حرکت سایر عناصر ساختاری - پیوندها، جایگزین های جانبی - حفظ می شود.

تشکیل پیوندهای بین مولکولی در طول انتقال به حالت شیشه ای برای تعدادی از پلیمرهای قطبی - پلی آمیدها، پلی وینیل الکل، ژلاتین - توسط طیف سنجی IR ثابت شده است. مطابق با تئوری ژورکوف، با افزایش قطبیت پلیمر و در نتیجه صلبیت زنجیره، مقدار دمای انتقال شیشه ای افزایش می یابد (شکل 4.7).

مسدود کردن گروه‌های قطبی پلیمرها با افزودن‌های کوچک ترکیبات با وزن مولکولی کم منجر به کاهش برهم‌کنش بین ماکرومولکولی و بر این اساس، دمای انتقال شیشه‌ای می‌شود. داده های تجربی این موقعیت را تایید می کند.

بر اساس موارد فوق، بدیهی است که دمای انتقال شیشه ای در درجه اول به عوامل تعیین کننده انعطاف پذیری زنجیره و امکان انتقال ساختاری بستگی دارد. انعطاف‌پذیری زنجیره با ماهیت پیوندهای زنجیره اصلی و همچنین حجم و قطبیت جانشین‌های روی این زنجیره تعیین می‌شود. به عنوان مثال، مشخص است که ورود پیوندهای اتری به یک زنجیره انعطاف پذیری آن را افزایش می دهد و گروه های آمید - آن را کاهش می دهد. مطابق با این، در مورد اول دمای انتقال شیشه کاهش می یابد، در مورد دوم افزایش می یابد (جدول 4.1 را ببینید). نفوذ یک معاون اغلب به صورت زیر ظاهر می شود:

به اصطلاح جانشین های غیر قابل تغییر شکل فله ای دمای انتقال شیشه را افزایش می دهند، به عنوان مثال، برای پلی استایرن و پلی وینیل نفتالین به ترتیب 100 درجه سانتی گراد و 211 درجه سانتی گراد است.

گروه های جانبی انعطاف پذیر دمای انتقال شیشه ای را کاهش می دهند، به عنوان مثال، پلی متیل آکریلات و پلی بوتیل آکریلات به ترتیب دمای انتقال شیشه ای 2 درجه سانتیگراد و -40 درجه سانتیگراد دارند.

افزایش قطبیت جایگزین منجر به کاهش انعطاف پذیری زنجیره به دلیل محدودیت آزادی چرخش آن و در نتیجه افزایش دمای انتقال شیشه می شود.

همانطور که در بالا ذکر شد، در ناحیه مقادیر کم وزن مولکولی، دومی بر دمای انتقال شیشه ای پلیمر تأثیر می گذارد. این با افزایش حجم آزاد پلیمر حاوی زنجیره های کوتاه توضیح داده می شود، زیرا انتهای آنها از بسته بندی متراکم ماکرومولکول ها جلوگیری می کند. حجم آزاد اضافی یک پلیمر با وزن مولکولی کم منجر به این واقعیت می شود که انتقال ساختاری ماکرومولکول ها می تواند در دماهای پایین تر در مقایسه با پلیمر با وزن مولکولی بالاتر رخ دهد.

در مورد پلیمرهای متقاطع، پدیده معکوس رخ می دهد - پیوند متقابل، ماکرومولکول ها را "به هم نزدیک می کند"، که منجر به کاهش حجم آزاد و افزایش دمای انتقال شیشه ای پلیمر "صلیبی" در مقایسه با خطی

"

شرکت اولنتا طیف وسیعی از مواد پلیمری را به فروش می رساند. ما همیشه ترموپلاستیک های با کیفیت بالا از جمله پلیمرهای کریستال مایع را در دسترس داریم. کارمندان شاغل در Olenta دارای تحصیلات تخصصی بالاتر هستند و درک عالی از ویژگی های تولید پلیمر دارند. با ما همیشه می توانید مشاوره و هرگونه کمکی در مورد انتخاب مواد و سازماندهی فرآیند فن آوری دریافت کنید.
پلیمرهای کریستالی مایع دارای سفتی و استحکام بسیار بالایی هستند. هنگام ریخته گری فلاش تولید نمی کنند. برای ریخته گری دقیق توصیه می شود. آنها ثبات ابعادی عالی دارند. با زمان خنک شدن بسیار کوتاه مشخص می شود. آنها با قدرت مفصل بسیار کم مشخص می شوند. در اینجا پلیمر کریستال مایع از Toray را خواهید یافت. این ماده در یک کارخانه در ژاپن تولید می شود.

پلیمر کریستال مایع تولید شده توسط Toray

پر كردن	نام تجاری	شرح	کاربرد
پر کردن شیشه		پلیمر با استحکام بالا، 35% شیشه پر شده است	میکروالکترونیک
شیشه کوتاه		پلیمر با جریان بالا، 35٪ شیشه پر شده است	میکروالکترونیک
شیشه کوتاه و مواد معدنی		پلیمر با جریان فوق العاده بالا، 30٪ شیشه پر شده است	میکروالکترونیک
		پلیمر آنتی استاتیک 50% پر کننده	میکروالکترونیک
شیشه و مواد معدنی		تاب کم، 50٪ پر کردن	میکروالکترونیک
مواد معدنی		تاب کم، 30٪ پر کردن	میکروالکترونیک

ویژگی های پلیمرهای کریستال مایع

برخلاف ترکیبات پلیمری سنتی، این مواد دارای تعدادی خواص متمایز هستند. پلیمرهای کریستالی مایع ترکیباتی با مولکولی بالا هستند که می توانند تحت تأثیر شرایط خارجی حالت خود را تغییر دهند. با توجه به پیوندهای مولکولی انعطاف پذیر، زنجیره ای از ماکرومولکول ها می توانند شکل خود را در محدوده وسیعی تغییر دهند و ساختار بلوری پایدار و بادوام را تشکیل دهند.

این پلیمرها خواص استحکام پایداری را تا نقطه ذوب حفظ می کنند. مقاومت شیمیایی و خواص دی الکتریک بسیار بالایی دارند.

پلیمرهای کریستال مایع به طور گسترده در تولید قطعات الکترونیکی، ظروف پخت و پز مقاوم در برابر مایکروویو و ابزار پزشکی استفاده می شود.

درباره شرکت OLENTA

شرکت ما چندین مزیت دارد:

• قیمت های مناسب؛
• متخصصان با تجربه گسترده؛
• پایبندی دقیق به مهلت ها و توافقات؛
• طیف گسترده ای از پلاستیک های ساختاری؛
• همکاری با بزرگترین تولیدکنندگان پلیمر

OLENTA پلیمرهای کریستال مایع را به طور انحصاری از تولید کنندگان قابل اعتماد عرضه می کند. این نه تنها به عنوان تضمین کیفیت بی عیب و نقص عمل می کند، بلکه خطرات مرتبط با اختلالات عرضه یا اجرای نادرست تعهدات را به حداقل می رساند.

ما متن سخنرانی یک محقق ارشد در گروه ترکیبات ماکرومولکولی دانشکده شیمی دانشگاه دولتی مسکو، دانشیار، دکترای علوم شیمی، برنده جایزه ریاست جمهوری فدراسیون روسیه برای دانشمندان جوان در سال 2009 را منتشر می کنیم. ، الکسی بابروفسکی، که در 2 دسامبر 2010 در موزه پلی تکنیک به عنوان بخشی از پروژه "سخنرانی های عمومی سیاسی. RU" ارائه شد.

همچنین ببینید:

متن سخنرانی. قسمت 1

عصر بخیر! من می خواهم چند تغییر در آیین نامه ایجاد کنم: سخنرانی از دو بخش تشکیل شده است: اول کریستال های مایع، سپس پلیمرهای کریستال مایع، بنابراین پیشنهاد می کنم بعد از قسمت اول چند سوال مطرح کنید. راحت تر خواهد بود.

می‌خواهم بگویم که وظیفه اصلی که در آماده‌سازی این سخنرانی برای خودم تعیین کرده‌ام، این نیست که اطلاعات فراوانی در مورد کریستال‌های مایع و کاربرد آن‌ها در اختیار شما قرار دهم، بلکه این است که شما را به نوعی به کریستال‌های مایع علاقه‌مند کنم و به شما بدهم. برخی از مفاهیم اولیه: چه هستند و نشان می دهند که چقدر زیبا و جالب هستند، نه از منظر سودمندی (جایی که می توان از آنها استفاده کرد)، بلکه از نقطه نظر علم و هنر (به خودی خود چقدر زیبا هستند). طرح گزارش من

اول از همه به شما می گویم که کی و چگونه حالت کریستالی مایع کشف شده است، چه چیزی کریستال های مایع را در مقایسه با اجسام دیگر منحصر به فرد می کند و در قسمت دوم گزارش خود در مورد پلیمرهای کریستالی مایع و دلیل جالب و شگفت انگیز بودن آنها صحبت خواهم کرد. .

همه می‌دانند که در بیشتر مواد، مولکول‌ها حالت کریستالی را تشکیل می‌دهند، مولکول‌ها یک شبکه بلوری سه‌بعدی را تشکیل می‌دهند که در سه بعد مرتب شده‌اند، و هنگامی که به دمای معینی گرم می‌شوند، انتقال فاز از حالت منظم سه‌بعدی به حالت عادی مشاهده می‌شود. حالت مایع بهم ریخته و با گرمایش بیشتر به حالت گازی می رسد. معلوم شد که برخی از فازهای میانی وجود دارند که حالت مجموع یک مایع را دارند، اما، با این وجود، دارای نظمی هستند: نه سه بعدی، بلکه دو بعدی یا نظم منحط دیگری. اکنون توضیح خواهم داد که در مورد چه چیزی صحبت می کنیم.

اولین گزارش از وضعیت غیرعادی ماده - حالت کریستالی مایع ماده، اگرچه این اصطلاح در آن زمان وجود نداشت - در سال 1888 اتفاق افتاد. بر اساس برخی داده های دیگر، چنین حالت غیرعادی این ماده در سال 1850 ثبت شد، اما به طور کلی پذیرفته شده است که در سال 1888 فردریش راینیتزر، دانشمند اتریشی، ماده کلستریل بنزوات - مشتق کلسترول - را مورد بررسی قرار داد و متوجه شد که وقتی حرارت داده می شود. 145 درجه، فاز کریستالی (پودر سفید) به یک مایع ابری عجیب تبدیل می‌شود و با حرارت دادن بیشتر به 179 درجه، تبدیل به یک مایع شفاف معمولی مشاهده می‌شود. او سعی کرد این ماده را خالص کند، زیرا مطمئن نبود که کلستریل بنزوات خالص دارد، اما با این وجود این دو انتقال فاز دوباره تولید شد. او نمونه ای از این ماده را برای دوستش فیزیکدان اوتو فون لمان فرستاد. لمن کریستال های معمولی، از جمله کریستال های پلاستیکی را که در لمس نرم هستند و با کریستال های سخت معمولی متفاوت هستند، مطالعه کرد. روش اصلی مطالعه، میکروسکوپ نوری پلاریزه بود - میکروسکوپی که در آن نور از یک پلاریزه کننده عبور می کند، از یک ماده عبور می کند و سپس از طریق یک آنالایزر - از طریق یک لایه نازک از ماده. هنگامی که کریستال های یک ماده خاص بین پلاریزه کننده و آنالایزر قرار می گیرند، می توانید بافت ها - تصاویر مشخصه برای مواد کریستالی مختلف - را ببینید و بنابراین خواص نوری کریستال ها را مطالعه کنید. معلوم شد که اتو فون لمان به او کمک کرد تا بفهمد دلیل حالت میانی یعنی توهم چیست. اتو فون لمان به طور جدی متقاعد شده بود که تمام خواص مواد کریستالی، کریستال ها، تنها به شکل مولکول ها بستگی دارد، یعنی مهم نیست که چگونه در این کریستال قرار می گیرند، شکل مولکول ها مهم است. و در مورد کریستال های مایع، حق با او بود - شکل مولکول ها توانایی تشکیل فاز کریستالی مایع (عمدتا شکل مولکول ها) را تعیین می کند. در اینجا می خواهم در مورد مراحل اصلی تاریخی در مطالعه بلورهای مایع صحبت کنم که به نظر من مهمترین آنهاست.

در سال 1888، راینیتزر نوشت که کریستال هایی وجود دارند که نرمی آنها به حدی است که می توان آنها را مایع نامید، سپس Lehmann مقاله ای در مورد کریستال های روان نوشت، در واقع او این اصطلاح را ابداع کرد. کریستال های مایع. یک قسمت مهم تاریخی: در دهه 30-20، فیزیکدان شوروی فردریک تأثیر میدان های مغناطیسی و الکتریکی مختلف را بر روی خواص نوری کریستال های مایع مطالعه کرد و یک چیز مهم را کشف کرد: جهت گیری مولکول ها در کریستال های مایع به راحتی تغییر می کند. نفوذ میدان های خارجی و این میدان ها بسیار ضعیف است و خیلی سریع تغییر می کند. از اواخر دهه 60، رونقی در مطالعه سیستم های کریستال مایع و فازهای کریستال مایع آغاز شد و با این واقعیت همراه است که آنها یاد گرفتند از آنها استفاده کنند. ابتدا برای سیستم های نمایش اطلاعات در ساعت های دیجیتال الکترونیکی معمولی، سپس در ماشین حساب ها و با ظهور فناوری رایانه، مشخص شد که کریستال های مایع می توانند به طور فعال برای ساخت نمایشگر استفاده شوند. طبیعتاً چنین جهشی تکنولوژیکی مطالعه کریستال های مایع را از دیدگاه علوم بنیادی تحریک کرده است، اما می خواهم به این نکته اشاره کنم که فاصله زمانی بین اکتشافات علمی مربوط به بلورهای مایع چقدر است. در واقع، مردم از روی کنجکاوی به آنها علاقه مند بودند، هیچ علاقه ای سودمند وجود نداشت، هیچ کس نمی دانست چگونه از آنها استفاده کند، و علاوه بر این، در آن سال ها (دهه 20-30) نظریه نسبیت بسیار جالب تر بود. به هر حال، فردریک محبوب کننده نظریه نسبیت در اتحاد جماهیر شوروی بود، سپس سرکوب شد و در اردوگاه ها درگذشت. در واقع 80 سال پس از کشف کریستال های مایع گذشت تا اینکه آنها یاد گرفتند که از آنها استفاده کنند. من اغلب این مثال را هنگام صحبت در مورد ویژگی های تامین مالی علم بیان می کنم.

من می خواهم در مورد انواع اصلی فاز کریستالی مایع صحبت کنم. مزوفاز، یعنی فاز کریستالی مایع، چگونه کار می کند؟

به طور معمول، فاز کریستالی مایع توسط مولکول هایی تشکیل می شود که شکل میله ای یا دیسکی دارند، یعنی دارای ناهمسانی شکل، در درجه اول میله ها یا دیسک ها هستند. شما می توانید یک آزمایش خوب را تصور کنید که به راحتی تنظیم می شود: اگر به طور تصادفی چوب ها را در یک جعبه بریزید و آن را تکان دهید، در نتیجه این تکان دادن متوجه خواهید شد که خود چوب ها به صورت موازی روی هم چیده شده اند، که به این ترتیب ساده ترین نماتیک است. فاز ترتیب داده شده است. نظم جهت گیری در جهت معینی وجود دارد، اما مرکز جرم مولکول ها بی نظم است. فازهای بسیار پیچیده تری وجود دارد، به عنوان مثال، از نوع اسمکتیک، زمانی که مرکز جرم در صفحات است، یعنی چنین فازهای لایه ای. فاز کلستریک بسیار جالب است: ترتیب محلی آن مانند نماتیک است، یک نظم جهتی وجود دارد، اما در فاصله صدها نانومتری یک ساختار مارپیچ با جهت پیچش مشخص تشکیل می شود و ظاهر آن این مرحله به این دلیل است که مولکول ها کایرال هستند، یعنی باید کایرالیته مولکولی (در ادامه توضیح خواهم داد که این چیست) تا چنین پیچشی مارپیچ تشکیل شود. این فاز نیز مانند نماتیک خواص جالبی دارد و می تواند کاربردهایی نیز پیدا کند. فازهایی که من در مورد آنها صحبت کردم ساده ترین آنها هستند. فازهای به اصطلاح آبی وجود دارد.

وقتی در مورد پلیمرها صحبت می کنم، کمی روی آنها تمرکز می کنم، این کمی به کار من مربوط می شود. در اینجا این خطوط جهت جهت گیری مولکول ها را نشان می دهد و عنصر ساختاری اصلی چنین فازهایی چنین استوانه هایی است که در آنها جهت محورهای بلند مولکول ها به طرز هوشمندانه ای تغییر می کند، یعنی در مرکز این استوانه جهت گیری در امتداد است. محور استوانه، و با دور شدن آن به سمت حاشیه، یک چرخش مشاهده می شود. این فازها از نظر ساختار بسیار جالب هستند، در میکروسکوپ پلاریزه بسیار زیبا هستند و ذکر این نکته ضروری است که در مورد کریستال های مایع با وزن مولکولی کم، این فازها در یک دهم درجه و در بهترین حالت 2 وجود دارند. محدوده دمایی -3 درجه و در مورد پلیمرها من موفق به ثبت این ساختارهای جالب شدم و بعداً در مورد آن به شما خواهم گفت. کمی شیمی ساختار مولکول های کریستال مایع چگونه است؟

معمولاً یک بخش معطر از 2-3 حلقه بنزن وجود دارد، گاهی اوقات ممکن است دو حلقه معطر به طور مستقیم به هم متصل شوند، ممکن است یک بخش پیوندی وجود داشته باشد. مهم این است که این قطعه کشیده باشد، یعنی طول آن بیشتر از عرض آن باشد و کاملاً صلب باشد و چرخش حول یک محور بلند امکان پذیر است، اما در طول این چرخش شکل کشیده باقی می ماند. این برای تشکیل فاز کریستال مایع بسیار مهم است. وجود دم های انعطاف پذیر در مولکول مهم است - این دم های آلکیل مختلفی هستند و وجود جایگزین های قطبی مختلف مهم است. این برای کاربرد مهم است و باعث ایجاد گشتاورهای دوقطبی و توانایی جهت گیری مجدد در میدان های خارجی می شود، یعنی این مولکول از دو بخش اصلی تشکیل شده است: یک قطعه مزوژنیک با مقداری جانشین (قطبی یا غیر قطبی) و یک دم انعطاف پذیر. که می تواند خم شود چرا نیاز است؟ این به عنوان یک نرم کننده داخلی عمل می کند، زیرا اگر مولکول های سفت و سخت را بگیرید، آنها متبلور می شوند - یک کریستال سه بعدی بدون هیچ مزوفاز، بدون فازهای کریستالی مایع تشکیل می دهند، و دم انعطاف پذیر اغلب کمک می کند که یک فاز میانی بین کریستال تشکیل شود. و یک مایع همسانگرد معمولی. نوع دیگری از مولکول ها مولکول های دیسکی شکل هستند. در اینجا ساختار کلی چنین دیسک هایی وجود دارد که می توانند مزافازها را نیز تشکیل دهند، اما ساختاری کاملاً متفاوت با فازهای مبتنی بر مولکول های کشیده دارند. من می خواهم به شما تأکید کنم که کریستال های مایع چقدر زیبا زیر یک میکروسکوپ پلاریزه هستند.

میکروسکوپ پلاریزاسیون اولین روش برای مطالعه کریستال های مایع است، یعنی با توجه به تصویری که توسط محقق در میکروسکوپ پلاریزه کننده پلاریزرهای متقاطع مشاهده می شود، می توان قضاوت کرد که چه نوع مزوفاز، چه نوع فاز کریستالی مایع تشکیل شده است. این تصویر مشخصه برای فاز نماتیکی است که مولکول های آن فقط یک نظم جهتی را تشکیل می دهند. این همان چیزی است که مرحله اسمکتیک به نظر می رسد. برای اینکه به شما ایده ای از مقیاس همه اینها بدهم، یعنی بسیار بزرگتر از مقیاس مولکولی است: عرض تصویر صدها میکرون است، یعنی یک تصویر ماکروسکوپی است، بسیار بزرگتر از طول موج از نور مرئی و با تجزیه و تحلیل چنین تصاویری می توان قضاوت کرد که چه نوع ساختاری وجود دارد. به طور طبیعی، روش‌های دقیق‌تری برای تعیین ساختار و برخی ویژگی‌های ساختاری این مزوفازها وجود دارد - روش‌هایی مانند آنالیز پراش اشعه ایکس، انواع مختلف طیف‌سنجی - این به ما امکان می‌دهد بفهمیم که چگونه و چرا مولکول‌ها به یک روش بسته‌بندی شده‌اند. .

نوع دیگری از تصویر، محلول غلیظی از قطعات کوتاه DNA (محلول آبی) است - چنین تصویری در دانشگاه کلرادو به دست آمد. به طور کلی، اهمیت و ویژگی های تشکیل فازهای کریستالی مایع در اجسام بیولوژیکی موضوعی برای بحث بزرگ جداگانه است و من در این مورد متخصص نیستم، اما می توانم بگویم که بسیاری از پلیمرهای دارای طبیعت بیولوژیکی می توانند مایع تولید کنند. فاز کریستالی، اما این معمولاً یک فاز کریستالی مایع لیوتروپیک است، یعنی برای تشکیل این فاز کریستالی مایع، مهم است که یک حلال مانند آب وجود داشته باشد. اینها عکس هایی است که من دریافت کردم.

این همان چیزی است که مزوفاز کلستریک به نظر می رسد - یکی از تصاویر معمولی. من می خواهم نشان دهم که انتقال فاز چقدر زیبا به نظر می رسد: وقتی دما تغییر می کند، می توانیم یک انتقال فاز را مشاهده کنیم.

هنگامی که دما تغییر می کند، تغییری در شکست مشاهده می شود، بنابراین رنگ ها تغییر می کنند، ما به مرحله گذار نزدیک می شویم - و گذار به یک مذاب همسانگرد مشاهده می شود، یعنی همه چیز تاریک شده است، یک تصویر تاریک در قطبش های متقاطع قابل مشاهده است.

در مورد دیگر، کمی پیچیده تر است: در ابتدا یک تصویر تاریک قابل مشاهده است، اما طبیعت ما را فریب می دهد، مولکول ها به سادگی جهت گیری شده اند تا مانند مذاب همسانگرد به نظر برسند، اما یک فاز کریستالی مایع وجود دارد. در اینجا انتقال به فاز کریستالی مایع دیگر است - پس از خنک شدن، تغییرات منظم تری در جهت گیری. رنگ قرمز با ساختار مارپیچ با گام خاصی از مارپیچ همراه است و گام مارپیچ تغییر می کند، مارپیچ می پیچد، بنابراین تغییر در رنگ ها وجود دارد. انحرافات مختلفی قابل مشاهده است، یعنی مارپیچ در حال پیچش است و اکنون در نقطه ای تبلور این نمونه مشاهده می شود، همه اینها آبی می شوند. من این را با این واقعیت نشان می دهم که یکی از انگیزه های شخصی من برای مطالعه مثلاً کریستال های مایع زیبایی آنهاست، من با لذت از طریق میکروسکوپ به آنها نگاه می کنم، خوشحالم که هر روز این کار را انجام می دهم و علاقه زیبایی شناسی را پشتیبانی می کنم. با علاقه علمی اکنون تبلور وجود خواهد داشت، همه چیز در زمان واقعی اتفاق می افتد. من هیچ زنگ و سوت ندارم، این یک ظرف صابون معمولی است که روی میکروسکوپ نصب شده است، بنابراین کیفیت آن مناسب است. در اینجا اسفرولیت های این ترکیب رشد می کنند. این ترکیب توسط شیمیدانان جمهوری چک برای ما سنتز شد. (ما خودمان نیز ترکیبات LCD را سنتز می کنیم.) در مورد اینکه چرا آنها به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند کمی باید گفت.

هر یک از ما مقدار کمی کریستال مایع را با خود حمل می کنیم، زیرا تمام مانیتورهای تلفن همراه بر پایه کریستال های مایع ساخته شده اند، بدون در نظر گرفتن مانیتورهای کامپیوتر، نمایشگرها، مانیتورهای تلویزیون و رقابت جدی مانیتورهای پلاسما و به طور کلی مانیتورهای LED - پس تا جایی که من می دانم (من در این زمینه متخصص نیستم)، خیر. کریستال های مایع پایدار هستند و برای تغییر تصویر به ولتاژ زیادی نیاز ندارند - این بسیار مهم است. ترکیب مهمی در کریستال های مایع مشاهده می شود که اصطلاحاً به آن ناهمسانگردی خواص می گویند، یعنی عدم تشابه خواص در جهات مختلف در محیط، ویسکوزیته پایین آنها، به عبارت دیگر سیال بودن، امکان ایجاد نوعی نوری وجود دارد. دستگاهی که با زمان سوئیچینگ مشخصه میلی ثانیه یا حتی میکروثانیه سوئیچ می کند و واکنش نشان می دهد زمانی است که چشم متوجه سرعت این تغییر نمی شود و به همین دلیل امکان وجود LCD و نمایشگر تلویزیون و حساسیت بسیار بالا به میدان های خارجی وجود دارد. این اثرات قبل از فردریک کشف شده بود، اما توسط او مورد مطالعه قرار گرفت و گذار جهت گیری که اکنون در مورد آن صحبت خواهم کرد، گذار فردریک نامیده می شود. یک صفحه ساعت دیجیتال ساده چگونه کار می کند و چرا کریستال های مایع به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند؟

دستگاه به این شکل است: یک لایه کریستال مایع وجود دارد. میله ها نشان دهنده جهت جهت گیری در مولکول کریستال مایع هستند، البته آنها مقیاس نیستند، آنها بسیار کوچکتر از بقیه عناصر طراحی هستند، دو قطبی کننده وجود دارد، آنها به گونه ای متقاطع شده اند که اگر وجود نداشت لایه کریستال مایع، نور از آنها عبور نمی کند. زیرلایه های شیشه ای وجود دارد که روی آنها یک لایه نازک رسانا اعمال می شود تا میدان الکتریکی اعمال شود. همچنین چنین لایه دشواری وجود دارد که مولکول های کریستال مایع را به روش خاصی جهت می دهد و جهت گیری به گونه ای تنظیم می شود که روی بستر بالایی مولکول ها در یک جهت و در لایه دیگر - در جهت عمود بر هم قرار می گیرند. یعنی جهت چرخشی مولکول‌های کریستال مایع سازماندهی می‌شود، بنابراین نور وقتی روی یک پلاریزه می‌افتد، قطبی می‌شود - وارد یک محیط کریستالی مایع می‌شود و صفحه قطبش آن به دنبال جهت مایع می‌چرخد. مولکول کریستال - اینها ویژگی های مولکول های کریستال مایع هستند. و بر این اساس، با توجه به اینکه در قطبش صفحه 90 درجه می چرخد، نور به آرامی از این هندسه عبور می کند و در صورت اعمال میدان الکتریکی، مولکول ها در امتداد میدان الکتریکی ردیف می شوند و بنابراین نور پلاریزه شده قطبش خود را تغییر نمی دهد. و نمی تواند از قطبی کننده دیگری عبور کند. به این ترتیب یک تصویر تاریک ظاهر می شود. در واقعیت، از یک آینه در ساعت مچی استفاده می شود و می توان بخش هایی ساخت که به فرد امکان تجسم بخشی از تصویر را می دهد. این ساده‌ترین طرح است، البته، مانیتورهای کریستال مایع ساختارهای بسیار پیچیده‌تری دارند، چند لایه، لایه‌ها معمولاً بسیار نازک هستند - از ده‌ها نانومتر تا میکرون - اما اصل اساساً یکسان است و این انتقال زمانی است که جهت گیری مولکول ها در امتداد میدان الکتریکی یا مغناطیسی تغییر می کند (مانیتورها از میدان الکتریکی استفاده می کنند زیرا آسان تر است) انتقال فردریک (اثر) نامیده می شود و به طور فعال در همه این دستگاه ها استفاده می شود. اولین نمونه اولیه یک صفحه نمایش نماتیک در صفحه است.

و این تصویری است که نشان می دهد چقدر میدان الکتریکی برای تغییر جهت یک مولکول کریستال مایع مورد نیاز است. در واقع، این یک سلول گالوانیکی است که از دو سیب زمینی به عنوان الکترولیت تشکیل شده است، یعنی ولتاژ بسیار کمی در ناحیه 1 ولت برای چنین جهت گیری مجدد مورد نیاز است، به همین دلیل است که این مواد بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. کاربرد دیگر، و ما در مورد کریستال های مایع کلستریک صحبت می کنیم، که در مورد آن با جزئیات بیشتر صحبت خواهم کرد، به این دلیل است که آنها قادر به تغییر رنگ بسته به دما هستند.

این به دلیل گام متفاوت مارپیچ است و می توان به عنوان مثال توزیع دما را تجسم کرد. من صحبت در مورد کریستال های مایع مولکولی کوچک را به پایان رسانده ام و آماده هستم تا قبل از رفتن به کریستال های مایع پلیمری به سوالات شما در مورد آنها گوش دهم.

بحث در مورد سخنرانی. قسمت 1

تاتیانا سوخانوا, موسسه شیمی بیورگانیک: به سوال آماتور پاسخ دهید: رنگ کریستال های مایع در چه محدوده ای تغییر می کند و چگونه به ساختار آنها بستگی دارد؟

الکسی بابروفسکی: ما در مورد کریستال های مایع کلستریک صحبت می کنیم. در اینجا رنگ بسته به گام مارپیچ کلستریک تغییر می کند. کلستریک هایی هستند که به ترتیب نور را در ناحیه UV به ترتیب در ناحیه نامرئی منعکس می کنند و کلستریک هایی هستند که به دلیل این تناوب در ناحیه مادون قرمز به طور انتخابی نور را منعکس می کنند، یعنی در مورد میکرون، ده ها میکرون و در در مورد تصاویر رنگی که من آن را در میکروسکوپ نوری پلاریزه نشان دادم، در آنجا پیچیده تر است، و رنگ به این دلیل است که نور پلاریزه، صفحه قطبش در یک کریستال مایع، متفاوت می چرخد، و این بستگی به طول موج طیف پیچیده ای از رنگ ها وجود دارد و کل محدوده قابل مشاهده پوشیده شده است، یعنی می توانید برای به دست آوردن رنگ های متنوع دست و پنجه نرم کنید.

بوریس دولگین: ممکن است کمی بیشتر در مورد زندگی توضیح دهید؟

الکسی بابروفسکی: درباره زندگی؟ به طور خاص در مورد نقش کریستال های مایع در زیست شناسی؟

بوریس دولگین: آره.

الکسی بابروفسکی: متأسفانه این اصلاً موضوع من نیست. در پایان لینک کتاب را به شما می دهم. اول از همه، هنگامی که آنها در مورد اتصال کریستال های مایع در زیست شناسی صحبت می کنند، در مورد چگونگی استفاده از آنها در پزشکی صحبت می کنند - گزینه های مختلفی وجود دارد. در غشاهای سلولی لیپیدی، حالت کریستالی مایع در دماهای بیولوژیکی معقول رخ می دهد.

بوریس دولگین: و این اصلا مصنوع نیست و این تحقیق تکمیلی است.

الکسی بابروفسکی: آره. به نظر من نقش حالت کریستالی مایع هنوز واقعاً مشخص نیست، و گاهی اوقات شواهدی وجود دارد که DNA در یک سلول می تواند در حالت کریستالی مایع وجود داشته باشد، اما این موضوعی برای تحقیقات آینده است. این رشته علمی من نیست. من بیشتر به پلیمرهای مصنوعی کریستالی مایع علاقه دارم که در ادامه در مورد آنها صحبت خواهم کرد.

بوریس دولگین: آیا پلیمرهای LCD کاملا مصنوعی هستند؟

الکسی بابروفسکی: بله، بیشتر همه چیز مصنوعی است. به عنوان مثال، رنگ‌آمیزی برخی سوسک‌ها و پروانه‌ها به دلیل کریستال‌های طبیعی نه مایع، بلکه حالت کریستالی مایع منجمد ناشی از پلیمرهای بیولوژیکی کیتین است. به این ترتیب تکامل نشان داد که رنگ آمیزی به دلیل رنگدانه ها نیست، بلکه به دلیل ساختار زیرکانه پلیمرها است.

میخائیل پوتانین: من یک سوال در مورد حساسیت مغناطیسی کریستال های مایع دارم. آنها چقدر به میدان های مغناطیسی زمین حساس هستند؟ آیا می توان با آنها قطب نما ساخت؟

الکسی بابروفسکی: نه نمی توانی. متأسفانه این اتفاق افتاد. چه چیزی حساسیت کریستال های مایع را تعیین می کند؟ مفهوم حساسیت دیامغناطیسی و ثابت دی الکتریک وجود دارد، و در مورد میدان الکتریکی همه چیز بسیار راحت تر و بهتر است، یعنی در آنجا کافی است که در واقع 1 ولت را به چنین سلول کریستالی مایع اعمال کنیم - و همه چیز درست خواهد شد. تغییر جهت داده شده است، و در مورد میدان مغناطیسی ما در مورد تسلا صحبت می کنیم - چنین قدرت میدانی به طور غیرقابل مقایسه ای بیشتر از قدرت میدان مغناطیسی زمین است.

لو موسکووکین: ممکن است یک سوال کاملا آماتوری داشته باشم. سخنرانی کاملاً جذاب است، رضایت زیبایی شناختی عالی است، اما خود ارائه کمتر است. تصاویری که نشان دادید شبیه هسته هستند - از نظر زیبایی شناختی نیز فعال هستند - و واکنش جابوتینسکی، اگرچه تصاویر شما چرخه ای نیستند. متشکرم.

الکسی بابروفسکی: من آمادگی پاسخگویی به این سوال را ندارم. این باید در ادبیات بررسی شود. در پلیمرها و بلورهای مایع نظریه "پوسته پوسته شدن" وجود دارد، یعنی خود شباهت. پاسخ دادن به این سوال برای من مشکل است؛ من در این موضوع صلاحیت ندارم.

ناتالیا:اکنون جوایز نوبل به دانشمندان روسی تعلق می گیرد. به نظر شما فردریک اگر زنده می ماند می توانست این جایزه را دریافت کند؟ به طور کلی، آیا هیچ یک از دانشمندانی که روی این موضوع کار کردند، جایزه نوبل دریافت کردند؟

الکسی بابروفسکی: من فکر می کنم، البته، فردریک نامزد اول خواهد بود. در زمان جنگ در اردوگاه جان باخت. اگر او تا سال 1968-1970 زندگی می کرد، اولین کاندیدای جایزه نوبل بود - این کاملاً واضح است. هنوز یک فیزیکدان بزرگ است، اما جایزه ای به او اعطا نشد (ما در مورد دانشمندان خود صحبت می کنیم)، - Tsvetkov بنیانگذار مدرسه فیزیکدانان در سن پترزبورگ است، متأسفانه، این مدرسه به یک درجه از هم پاشید. این سوال که چه کسی جایزه نوبل کریستال های مایع را دریافت کرد، به طور خاص مورد توجه یا مطالعه قرار نگرفت، اما به نظر من، فقط پل دو ژنس جایزه نوبل پلیمرها و کریستال های مایع را دریافت کرد.

بوریس دولگین: آیا مد مطالعه کریستال های مایع برای همیشه از بین رفته است؟

الکسی بابروفسکی: بله، البته، دیگر هیچ هیجانی وجود ندارد، زیرا با ساده ترین مزوفاز (فاز کریستالی مایع نماتیکی) خیلی چیزها از قبل مشخص است و مشخص است که بهینه ترین برای استفاده است. هنوز هم علاقه‌ای به فازهای پیچیده‌تر وجود دارد، زیرا می‌توان مزایایی را در مقایسه با مواردی که به خوبی مطالعه شده به دست آورد، اما تعداد انتشارات در مورد حالت کریستالی مایع در حال کاهش است.

بوریس دولگین: یعنی هیچ جهشی کیفی در درک، هیچ منطقه ای که در آن یک رمز و راز جهانی وجود داشته باشد، نمی بینید.

الکسی بابروفسکی: من فکر می کنم بهتر است پیش بینی نکنیم، زیرا هر اتفاقی ممکن است رخ دهد. علم همیشه به طور مداوم توسعه نمی یابد. گاهی اوقات پرش های عجیب و غریبی وجود دارد، بنابراین من متعهد به انجام هیچ پیش بینی نیستم.

کنستانتین ایوانوویچ:من می خواهم بدانم آنها چقدر برای زندگی انسان ایمن هستند.

الکسی بابروفسکی: افرادی که نمایشگرهای LCD تولید می کنند تحت آزمایشات ایمنی قرار می گیرند. اگر یک لیتر کریستال مایع بنوشید، احتمالاً احساس بیماری خواهید کرد، اما از آنجایی که میلی گرم مصرف می شود، خطر جدی وجود ندارد. این بسیار ایمن تر از شکستگی و نشت جیوه از دماسنج است. این از نظر آسیب کاملاً غیر قابل مقایسه است. اکنون تحقیقات در مورد بازیافت کریستال های مایع در حال ظهور است. من یک گزارش شنیده ام که در آن این مشکل جدی گرفته می شود، که در حال حاضر مقدار زیادی قراضه وجود دارد، و چگونه می توان آن را بازیابی کرد، اما مشکلات محیط زیست بسیار کم است. ایمن هستند.

بوریس دولگین: در پایان یک نکته بسیار جالب وجود داشت. اگر یک مانیتور LCD دست دوم و غیره را تصور کنید. بعد از آن چه اتفاقی برای او می افتد، چه اتفاقی می افتد؟ چگونه دفع می شود - یا دفع نمی شود یا به نوعی تجزیه می شود یا باقی می ماند؟

الکسی بابروفسکی: من فکر می کنم که مولکول های کریستال مایع اولین چیزی هستند که تحت تأثیر خارجی تجزیه می شوند.

بوریس دولگین: پس در اینجا ویژگی خاصی وجود ندارد؟

الکسی بابروفسکی: البته که نه. من فکر می کنم مشکلات بازیافت پلاستیک و پلیمرها در آنجا بسیار پیچیده تر است.

اولگ: لطفا به من بگویید چه چیزی محدوده دمایی فازهای کریستالی مایع را تعیین می کند؟ همانطور که می دانید، تمام نمایشگرهای مدرن در محدوده دمایی بسیار وسیعی کار می کنند. چگونه این امر محقق شد و با چه خواص و ساختار ماده تعیین می شود؟

الکسی بابروفسکی: سوال عالی در واقع، ترکیبات معمولی، بیشتر ترکیبات آلی که به صورت جداگانه سنتز می شوند، دارای چنین دماهایی هستند که نشان دادم، بنزوات کلستریل در 140 درجه ذوب می شود، سپس تجزیه همسانگرد 170 درجه می شود. مواد جداگانه‌ای وجود دارند که نقطه ذوب پایینی دارند، در اطراف دمای اتاق، و به یک مایع همسانگرد معمولی در حدود 50 درجه تبدیل می‌شوند، اما برای رسیدن به چنین محدوده دمایی گسترده‌ای، تا دمای زیر صفر، باید مخلوط‌هایی ساخته می‌شد. ترکیبات مرسوم مخلوط مواد مختلف، هنگام مخلوط شدن، نقطه ذوب آنها بسیار کاهش می یابد. چنین ترفندی معمولاً اینها سری های همولوگ هستند، آنچه در نمایشگرها استفاده می شود یک مشتق بی فنیل است که در آن X و جایگزین نیتریل وجود ندارد و دم هایی با طول های مختلف به عنوان دم آلکیل در نظر گرفته می شوند و مخلوطی از 5-7 جزء امکان پایین آوردن را فراهم می کند. نقطه ذوب زیر 0 درجه، در حالی که دمای پاکسازی را ترک می کند، یعنی انتقال کریستالی مایع به فاز همسانگرد، بالای 60 درجه - این چنین ترفندی است.

متن سخنرانی. قسمت 2

اول از همه می خواهم بگویم پلیمرها چیست؟

پلیمرها ترکیباتی هستند که با تکرار مکرر، یعنی پیوند شیمیایی واحدهای یکسان به دست می آیند - در ساده ترین حالت، موارد یکسان، همانطور که در مورد پلی اتیلن، اینها واحدهای CH 2 هستند که در یک زنجیره واحد به یکدیگر متصل هستند. البته مولکول های پیچیده تری وجود دارند، حتی مولکول های DNA که ساختار آنها تکرار نمی شود و به شکل بسیار پیچیده ای سازماندهی شده اند.

انواع اصلی توپولوژی پلیمر: ساده ترین مولکول ها مولکول های زنجیره ای خطی هستند، پلیمرهای شاخه دار و شانه ای شکل وجود دارد. پلیمرهای شانه ای شکل نقش مهمی در تهیه پلیمرهای کریستالی مایع داشته اند. پلی کاتن های ستاره ای شکل و حلقه ای شکل های مولکولی مختلفی هستند. هنگامی که تحقیقات در مورد حالت کریستالی مایع در حال انجام بود، زمانی که کریستال های مایع در حال مطالعه بودند، این ایده مطرح شد: آیا می توان خواص نوری منحصر به فرد کریستال های مایع را با خواص مکانیکی خوب پلیمرها ترکیب کرد - توانایی تشکیل پوشش ها، فیلم ها. و برخی محصولات؟ و آنچه در سال 1974 به ذهن خطور کرد (اولین انتشار وجود داشت) - در اواخر دهه 60 - اوایل دهه 70 آنها شروع به ارائه رویکردهای مختلف برای تولید پلیمرهای کریستالی مایع کردند.

یک روش این است که مولکول های میله ای شکل و چوبی را به یک ماکرومولکول خطی متصل کنیم، اما معلوم شد که چنین پلیمرهایی فاز کریستالی مایع را تشکیل نمی دهند - آنها شیشه های شکننده معمولی هستند که وقتی گرم می شوند شروع به تجزیه می کنند و چیزی نمی دهند. . سپس، به طور موازی، در دو آزمایشگاه (در این مورد بعداً با جزئیات بیشتر صحبت خواهم کرد)، رویکردی برای اتصال چنین مولکول‌های میله‌ای شکل به زنجیره پلیمری اصلی از طریق فاصله‌دهنده‌های انعطاف‌پذیر - یا دکوپل‌ها، به زبان روسی پیشنهاد شد. و سپس موارد زیر مشخص می شود: بین زنجیره پلیمری اصلی استقلال کمی وجود دارد، تا حد زیادی به طور مستقل پیش می رود و رفتار مولکول های میله ای شکل، یعنی زنجیره پلیمری اصلی در تشکیل میله ای شکل دخالت نمی کند. قطعات فاز کریستالی مایع

این رویکرد بسیار مثمر ثمر بود و به موازات آن، در دو آزمایشگاه - در آزمایشگاه نیکولای آلفردوویچ پلیت در اتحاد جماهیر شوروی و در آزمایشگاه رینگدورف - چنین رویکردی به طور مستقل پیشنهاد شد، و من خوشحالم که اکنون در آزمایشگاه کار می کنم. آزمایشگاه والری پتروویچ شیباف در دانشکده شیمی دانشگاه دولتی مسکو، یعنی من در آزمایشگاهی کار می کنم که همه اینها اختراع شده است. طبیعتاً در مورد اولویت ها اختلافاتی وجود داشت، اما همه اینها بی اهمیت است.

انواع اصلی پلیمرهای کریستال مایع من در مورد چنین زنجیره های اصلی یا گروه های اصلی زنجیره پلیمری اصلی صحبت نمی کنم (این یکی از انواع پلیمرهای پلیمری است)، من عمدتاً در مورد پلیمرهای کریستالی مایع شانه ای شکل صحبت خواهم کرد که در آن قطعات میله ای شکل به یکدیگر متصل می شوند. زنجیره اصلی از طریق یک جداکننده آلیفاتیک انعطاف پذیر.

مزیت مهم رویکرد ایجاد پلیمرهای کریستالی مایع از نقطه نظر سنتز و ترکیب خواص مختلف، امکان به دست آوردن هموپلیمرها است. یعنی شما یک مونومر را می گیرید که قادر به تشکیل یک مولکول زنجیره ای است، به عنوان مثال، به دلیل یک پیوند دوگانه، که به طور شماتیک در اینجا نشان داده شده است، و می توانید یک هموپلیمر، یعنی پلیمری که مولکول های آن از قطعات میله ای شکل یکسان تشکیل شده است، بدست آورید. ، یا می توانید با ترکیب دو قطعه مختلف کوپلیمر بسازید - هر دو می توانند یک مزوفاز ایجاد کنند، یا می توانند قطعات غیر مزوژنیک را با قطعات مزوژنیک ترکیب کنند، و معلوم می شود که ما این توانایی را داریم که اجزای غیرمشابه را از نظر شیمیایی مجبور کنیم در یک قرار بگیرند. سیستم پلیمری به عبارت دیگر، اگر بخواهیم چنین مونومری را با چنین مونومری بدون اتصال شیمیایی مخلوط کنیم، دو فاز مجزا می‌دهند و با اتصال شیمیایی آنها را مجبور می‌کنیم که در یک سیستم باشند و سپس نشان می‌دهم که چرا این خوب است.

یک مزیت و تفاوت مهم بین کریستال های مایع پلیمری و کریستال های مایع کم مولکولی، امکان تشکیل حالت شیشه ای است. اگر به مقیاس دما نگاه کنید: ما در دماهای بالا یک فاز همسانگرد داریم، زمانی که دما کاهش می‌یابد، یک فاز کریستالی مایع تشکیل می‌شود (در این شرایط پلیمر شبیه یک مایع چسبناک به نظر می‌رسد) و وقتی سرد شود، انتقال به حالت شیشه ای مشاهده می شود. این دما معمولا نزدیک یا کمی بالاتر از دمای اتاق است، اما این به ساختار شیمیایی بستگی دارد. بنابراین، بر خلاف ترکیبات با وزن مولکولی کم، که یا مایع هستند یا به حالت کریستالی می روند، ساختار تغییر می کند. در مورد پلیمرها معلوم می شود که این ساختار در حالت شیشه ای منجمد شده است که می تواند برای چندین دهه باقی بماند و این از نظر کاربرد مهم است، به عنوان مثال برای ثبت ذخیره سازی اطلاعات می توانیم تغییر دهیم. ساختار و جهت مولکول، قطعات مولکول و آنها را در دمای اتاق منجمد کنید. این تفاوت و مزیت مهم پلیمرها از ترکیبات با وزن مولکولی کم است. پلیمرها برای چه چیز دیگری خوب هستند؟

این ویدئو یک الاستومر کریستال مایع را نشان می‌دهد، یعنی احساس می‌کند که مانند یک نوار لاستیکی است که وقتی گرم می‌شود منقبض می‌شود و وقتی سرد می‌شود منبسط می‌شود. این اثر از اینترنت گرفته شده است. این کار من نیست، اینجا یک تصویر شتاب یافته است، یعنی در واقعیت، متأسفانه، این انتقال در عرض ده ها دقیقه مشاهده می شود. چرا این اتفاق می افتد؟ الاستومر کریستال مایع چیست که دمای انتقال شیشه ای نسبتاً پایینی دارد، یعنی در دمای اتاق حالت الاستیک دارد، اما ماکرومولکول ها به هم متصل هستند و اگر در فاز کریستالی مایع یک فیلم سنتز کنیم، آن وقت است. زنجیره پلیمری جهت گروه‌های مزوژنیک را کمی تکرار می‌کند و اگر آن را گرم کنیم، گروه‌های مزوژنیک به حالت بی‌نظمی می‌روند و بر این اساس زنجیره‌های پلیمری اصلی را به حالت نامنظم منتقل می‌کنند و ناهمسانی سیم‌پیچ‌های ماکرومولکولی تغییر می‌کند. این منجر به این واقعیت می شود که در هنگام گرم شدن، در حین انتقال از مزوفاز به فاز همسانگرد، به دلیل تغییر شکل سیم پیچ های پلیمری، تغییری در ابعاد هندسی نمونه مشاهده می شود. در مورد کریستال های مایع با وزن مولکولی کم، این قابل مشاهده نیست. دو گروه در آلمان - Finkelman، Zentel - و گروه های دیگر روی این موارد بسیار کار کردند. همین امر را می توان تحت تأثیر نور مشاهده کرد.

کارهای زیادی روی پلیمرهای فتوکرومیک وجود دارد که حاوی یک قطعه آزوبنزن هستند - دو حلقه بنزن که توسط یک پیوند دوگانه NN به یکدیگر متصل هستند. وقتی چنین قطعات مولکولی در معرض نور قرار می گیرند چه اتفاقی می افتد؟ به اصطلاح ایزومریزاسیون trans-cis مشاهده می شود، و قطعه میله ای شکل، هنگامی که با نور تابش می شود، به شکل سیس منحنی اریب، یک قطعه خمیده تبدیل می شود. این همچنین منجر به این واقعیت می شود که نظم در سیستم به شدت کاهش می یابد و همانطور که قبلاً در هنگام گرمایش دیدیم، در هنگام تابش نیز کاهش در ابعاد هندسی، تغییر در شکل فیلم وجود دارد، در این مورد مشاهده کردیم. کاهش

انواع مختلفی از تغییر شکل های خمشی را می توان در طول تابش متوجه شد، یعنی وقتی با نور UV تابش می شود، چنین خمشی فیلم می تواند تحقق یابد. هنگامی که در معرض نور مرئی قرار می گیرد، ایزومریزاسیون معکوس سیس ترانس مشاهده می شود و این فیلم منبسط می شود. همه انواع گزینه ها ممکن است - ممکن است به قطبی شدن نور فرودی بستگی داشته باشد. من در مورد این صحبت می کنم زیرا اکنون این یک منطقه نسبتاً محبوب تحقیقاتی در مورد پلیمرهای کریستالی مایع است. آنها حتی موفق می شوند برخی از دستگاه ها را بر این اساس بسازند، اما تا کنون، متأسفانه، زمان های انتقال بسیار طولانی است، یعنی سرعت پایین است، و بنابراین نمی توان در مورد استفاده خاصی صحبت کرد، اما، با این وجود، اینها هستند. چنین ماهیچه هایی که به طور مصنوعی ایجاد می شوند، زمانی که دما تغییر می کند یا در معرض نور با طول موج های مختلف قرار می گیرند، عمل می کنند. اکنون می خواهم مستقیماً کمی در مورد کارم به شما بگویم.

تکلیف کار من، آزمایشگاه ما چیست. من قبلاً در مورد مزایای کوپلیمریزاسیون، امکان ترکیب قطعات کاملاً غیر مشابه در یک ماده پلیمری صحبت کرده ام و وظیفه اصلی، رویکرد اصلی برای ایجاد چنین پلیمرهای کریستالی مایع چند منظوره مختلف، کوپلیمریزاسیون طیف گسترده ای از مونومرهای کاربردی است که می تواند مزوژنیک باشد، یعنی مسئول تشکیل پلیمرهای کریستالی مایع باشد. فازها، کایرال (بعداً در مورد کایرالیتی صحبت خواهم کرد)، فتوکرومیک، یعنی آنها قادر به تغییر تحت تأثیر نور، الکترواکتیو هستند، که حامل حجم زیادی هستند. گشتاور دوقطبی و می تواند تحت تأثیر یک میدان تغییر جهت دهد، انواع مختلفی از گروه های عاملی که می توانند به عنوان مثال با یون های فلزی تعامل داشته باشند و تغییرات در مواد ممکن است. و این یک درشت مولکول شانه‌ای فرضی است که در اینجا ترسیم شده است، اما در واقع ما کوپلیمرهای دوتایی یا سه تایی را دریافت می‌کنیم که حاوی ترکیبات مختلفی از قطعات هستند، و بر این اساس، می‌توانیم با استفاده از تأثیرات مختلف، خواص نوری و سایر خواص این مواد را تغییر دهیم. ، نور و میدان الکتریکی. یکی از این نمونه‌ها از ترکیب کایرالیته و فوتوکرومیسیته.

من قبلاً در مورد مزوفاز کلستریک صحبت کرده ام - واقعیت این است که یک ساختار مولکولی مارپیچ با گام مارپیچ مشخصی تشکیل می شود و چنین سیستم هایی به دلیل چنین تناوب دارای انعکاس انتخابی نور هستند. این یک نمودار شماتیک از یک بخش فیلم است: یک گام مارپیچ مشخص، و واقعیت این است که بازتاب انتخابی به صورت خطی با گام مارپیچ مرتبط است - متناسب با گام مارپیچ، یعنی با تغییر گام مارپیچ به یک روش، ما می توانیم رنگ فیلم، طول موج بازتاب انتخابی را تغییر دهیم. چه چیزی باعث ایجاد چنین ساختاری با درجه خاصی از پیچش می شود؟ برای تشکیل چنین ساختاری، قطعات کایرال باید وارد فاز نماتیک شوند.

کایرالیته مولکولی خاصیت ناسازگاری مولکول ها با تصویر آینه ای آنهاست. ساده ترین قطعه کایرالی که در مقابل خود داریم دو کف دست ما است. آنها تقریباً تصاویر آینه ای از یکدیگر هستند و به هیچ وجه قابل مقایسه نیستند. کایرالیته مولکولی توانایی چرخاندن و تشکیل یک مارپیچ را در یک سیستم نماتیک ایجاد می کند. باید گفت که هنوز نظریه روشن و قابل توضیحی در مورد پیچش مارپیچ وجود ندارد، اما، با این وجود، مشاهده می شود.

یک پارامتر مهم وجود دارد، من در مورد آن صحبت نمی کنم، - این نیروی پیچش است، و معلوم شد که نیروی پیچش - توانایی قطعات کایرال برای تشکیل یک ساختار مارپیچ - به شدت به هندسه قطعات کایرال بستگی دارد.

ما کوپلیمرهای کایرال-فتوکرومیک را به دست آورده‌ایم که حاوی یک قطعه مزوژنیک (به عنوان یک چوب آبی نشان داده شده است) - مسئول تشکیل یک فاز کریستالی مایع نماتیک است. کوپلیمرهایی با قطعات کایرال فتوکرومیک به دست آمده اند که از یک طرف حاوی یک مولکول (گروه) کایرال هستند و از طرف دیگر قطعه ای که قابلیت فوت ایزومریزاسیون یعنی تغییر هندسه تحت تأثیر نور را دارد. و با تابش چنین مولکول هایی، ایزومریزاسیون trans-cis را القا می کنیم، ساختار قطعه فتوکرومیک کایرال را تغییر می دهیم و - در نتیجه - توانایی آن در القای کارایی القای مارپیچ کلستریک را تغییر می دهیم، یعنی به این ترتیب می توانیم به عنوان مثال، مارپیچ کلستریک را تحت تأثیر نور باز کنید، ما می توانیم این کار را به صورت برگشت پذیر یا غیرقابل برگشت انجام دهیم. یک آزمایش چگونه به نظر می رسد، چه چیزی می توانیم اجرا کنیم؟

ما یک بخش از یک فیلم کلستریک از یک پلیمر کلستریک داریم. می توانیم با استفاده از ماسک به آن پرتودهی کنیم و به صورت موضعی ایزومریزاسیون را القا کنیم؛ در حین ایزومریزاسیون، ساختار قطعات کایرال تغییر می کند، توانایی چرخش آنها کاهش می یابد و به صورت موضعی باز شدن مارپیچ مشاهده می شود و از آنجایی که باز شدن مارپیچ مشاهده می شود، ما می توانیم طول موج بازتاب انتخابی رنگ، یعنی فیلم های رنگی را تغییر دهیم.

نمونه هایی که در آزمایشگاه ما به دست آمدند، نمونه های پلیمری هستند که از طریق ماسک تابش شده اند. ما می توانیم انواع مختلفی از تصاویر را روی این گونه فیلم ها ضبط کنیم. این ممکن است کاربردی باشد، اما می‌خواهم اشاره کنم که تمرکز اصلی کار ما بررسی تأثیر ساختار چنین سیستم‌هایی بر طراحی مولکولی، سنتز چنین پلیمرهایی و بر روی خواص چنین سیستم‌هایی است. . علاوه بر این، ما نه تنها کنترل نور، طول موج بازتاب انتخابی، بلکه کنترل الکتریسیته را نیز یاد گرفته ایم. مثلاً می‌توانیم نوعی تصویر رنگی ضبط کنیم و سپس با اعمال میدان الکتریکی، آن را به نحوی تغییر دهیم. با توجه به تطبیق پذیری چنین مواد. چنین انتقالی - باز کردن-پیچاندن مارپیچ - می تواند برگشت پذیر باشد.

این بستگی به ساختار شیمیایی خاص دارد. به عنوان مثال، می‌توانیم طول موج بازتاب انتخابی (در واقع رنگ‌آمیزی) را به تعداد چرخه‌های ضبط-پاک کردن وابسته کنیم، یعنی وقتی با نور فرابنفش تابش می‌شود، مارپیچ را باز می‌کنیم و فیلم از سبز به قرمز تبدیل می‌شود. و سپس می توانیم آن را در دمای 60 درجه حرارت دهیم و چرخش معکوس را القا کنیم. به این ترتیب می توانید حلقه های زیادی را پیاده سازی کنید. در پایان، من می خواهم کمی به جنبه زیبایی شناختی کریستال های مایع و پلیمرهای کریستال مایع بازگردم.

من فاز آبی را نشان دادم و کمی در مورد آن صحبت کردم - یک ساختار پیچیده و بسیار جالب، آنها هنوز در حال مطالعه هستند، نانوذرات در آنجا معرفی می شوند و می بینند که چه تغییراتی در آنجا ایجاد می شود، و در کریستال های مایع با وزن مولکولی کم این فاز در کسری از درجه وجود دارد. (2-3 درجه، اما نه بیشتر)، آنها بسیار ناپایدار هستند. کافی است نمونه را کمی فشار دهید - و این بافت زیبا، نمونه ای از آن در اینجا نشان داده شده است، از بین می رود و در پلیمرها در سال 1994-1995، با حرارت دادن طولانی مدت، شلیک فیلم در دماهای خاص، من توانستم برای دیدن چنین بافت های زیبای فازهای آبی کلستریک و بدون هیچ ترفندی (بدون استفاده از نیتروژن مایع) موفق شدم فقط این فیلم ها را خنک کنید و این بافت ها را مشاهده کنید. به تازگی این نمونه ها را پیدا کردم. 15 سال گذشت - و این بافت ها کاملاً بدون تغییر باقی مانده اند ، یعنی ساختار حیله گر فازهای آبی ، مانند برخی از حشرات قدیمی در کهربا ، بیش از 10 سال ثابت مانده است.

این به طور طبیعی از نقطه نظر تحقیقاتی راحت است. ما می توانیم این را در یک میکروسکوپ نیروی اتمی قرار دهیم و بخش هایی از چنین فیلم هایی را مطالعه کنیم - راحت و زیبا است. این همه برای من است. من می خواهم به ادبیات مراجعه کنم.

اولین کتاب سونین آناتولی استپانوویچ را بیش از 20 سال پیش در سال 1980 از انتشارات "سنتور و طبیعت" خواندم، سپس در حالی که هنوز دانش آموز مدرسه بودم، به کریستال های مایع علاقه مند شدم و چنین شد که آناتولی استپانوویچ سونین داور پایان نامه من بود. یک انتشار مدرن تر، مقاله ناظر علمی من والری پتروویچ شیباف "کریستال های مایع در شیمی زندگی" است. حجم عظیمی از ادبیات به زبان انگلیسی وجود دارد. اگر علاقه و تمایل داشته باشید، خودتان می توانید خیلی چیزها را پیدا کنید. به عنوان مثال، کتاب Dierking "بافت های کریستال های مایع". من اخیراً کتابی پیدا کردم که بر استفاده از کریستال های مایع در پزشکی زیستی تمرکز دارد، یعنی اگر کسی به این جنبه خاص علاقه دارد، آن را توصیه می کنم. یک ایمیل برای ارتباط وجود دارد، من همیشه خوشحال خواهم شد که به سوالات شما پاسخ دهم و شاید اگر چنین علاقه ای وجود داشته باشد، مقالاتی را برای شما ارسال کنم. با تشکر از توجه شما.

بحث در مورد سخنرانی. قسمت 2

الکسی بابروفسکی: لازم بود مقداری شیمی خاص نشان داده شود. این حذف من است. نه، این یک سنتز آلی چند مرحله ای است. برخی از مواد ساده گرفته می شود، در فلاسک ها شبیه یک آشپزخانه شیمیایی است، مولکول ها در طول چنین واکنش هایی به مواد پیچیده تری ترکیب می شوند، تقریباً در هر مرحله ایزوله می شوند، به نوعی تجزیه و تحلیل می شوند، توافق ساختاری که می خواهیم به دست آوریم ایجاد می شود. با آن داده های طیفی که ابزارها به ما می دهند تا بتوانیم مطمئن شویم که این ماده مورد نیاز ماست. این یک سنتز متوالی نسبتاً پیچیده است. البته، پلیمرهای کریستالی مایع برای به دست آوردن نیاز به سنتز سخت تری دارند. به نظر می رسد پودرهای سفید مختلف پودرهای نارنجی را می سازند. یک پلیمر کریستالی مایع مانند یک نوار لاستیکی به نظر می رسد یا یک ماده متخلخل جامد است، اما اگر آن را گرم کنید و یک لایه نازک بسازید (این امکان در هنگام گرم شدن وجود دارد)، این ماده عجیب تصاویر زیبایی را در میکروسکوپ ارائه می دهد.

بوریس دولگین: من یک سوال دارم، شاید از یک منطقه دیگر، در واقع، شاید اول لو، سپس من، برای اینکه حواس خود را از قسمت واقعی پرت نکنم.

لو موسکووکین: شما واقعاً مرا با سخنرانی امروز مجذوب کردید، برای من این کشف چیز جدیدی است. سوالات ساده هستند: قدرت عضلانی چقدر قوی است؟ روی چه چیزی کار می کند؟ و از روی نادانی بافت چیست، چه تفاوتی با ساختار دارد؟ بعد از سخنرانی شما، به نظر من هر چیزی که در زندگی ساختار یافته است، همه به لطف کریستال های مایع، تا حد زیادی توسط نور و یک تکانه ضعیف تنظیم می شود. بسیار از شما متشکرم.

الکسی بابروفسکی: البته نمی توان گفت که همه چیز توسط کریستال های مایع تنظیم می شود؛ البته اینطور نیست. اشکال مختلفی از خود سازماندهی ماده وجود دارد و حالت کریستالی مایع تنها یکی از این اشکال خودسازماندهی است. عضلات پلیمری چقدر قوی هستند؟ من ویژگی های کمی را در مقایسه با دستگاه های مبتنی بر آهن موجود نمی دانم، به طور تقریبی، البته آنها چندان قوی نیستند، اما می خواهم بگویم که زره بدن مدرن، به عنوان مثال، حاوی مواد کیولار است - فیبری که دارای یک ساختار کریستالی مایع نوع زنجیره اصلی، یک پلیمر با گروه های مزوژنیک در زنجیره اصلی. در فرآیند به دست آوردن این فیبر، ماکرومولکول ها در جهت کشش کشیده می شوند و استحکام بسیار بالایی ایجاد می شود، این امکان ساخت الیاف قوی برای زره ​​بدن، محرک یا ماهیچه ها را در مرحله توسعه می دهد، اما می توان به نیروها دست یافت. بسیار ضعیف وجود دارد. تفاوت بین بافت و ساختار بافت مفهومی است که توسط افرادی که در کار فرش، طراحی اشیا، برخی از چیزهای بصری، طراحی هنری هستند استفاده می کنند، یعنی در درجه اول یک نگاه است. خوش شانس است که بافت کریستال های مایع، یعنی یک تصویر مشخص، کمک زیادی به تعیین ساختار یک کریستال مایع می کند، اما اینها در واقع مفاهیم متفاوتی هستند.

اولگ گروموف, : گفتید ساختارهای کریستال مایع پلیمری وجود دارند که دارای اثر فتوکرومیک و حساسیت الکتریکی و مغناطیسی هستند. سوال این است. همچنین در کانی شناسی شناخته شده است که چوخروف تشکیلات کریستالی مایع ترکیب معدنی را در دهه 50 توصیف کرد و مشخص است که پلیمرهای معدنی وجود دارند؛ بنابراین سؤال این است: آیا پلیمرهای کریستالی مایع معدنی وجود دارند و اگر چنین است، آیا برای آنها امکان پذیر است. برای انجام این کارکردها و چگونه در این مورد اجرا می شوند؟

الکسی بابروفسکی: پاسخ به احتمال زیاد نه از بله است. شیمی آلی، خاصیت کربن برای تشکیل انواع ترکیبات مختلف، امکان انجام طرح عظیمی از انواع کریستال های مایع کم مولکولی، ترکیبات پلیمری و به طور کلی، به همین دلیل است که می توانیم در مورد برخی از آنها صحبت کنیم. نوعی تنوع اینها صدها هزار ماده پلیمری با وزن مولکولی کم هستند که می توانند یک فاز کریستالی مایع را تشکیل دهند. در مورد مواد معدنی، من در مورد پلیمرها اطلاعی ندارم، تنها چیزی که به ذهنم می رسد چند سوسپانسیون اکسید وانادیوم است که آنها نیز پلیمری به نظر می رسند و معمولاً ساختار آنها دقیقاً مشخص نیست و این در مرحله تحقیق معلوم شده است که این کمی خارج از جریان اصلی علم است، جایی که همه روی طراحی کریستال‌های مایع معمولی آلی کار می‌کنند، و در واقع می‌توانند تشکیل فازهای کریستال مایع لیوتروپیک وجود داشته باشند، زمانی که فاز با تغییر در القا نمی‌شود. دما، اما در درجه اول با حضور یک حلال، یعنی اینها معمولاً نانوکریستال هایی هستند که لزوماً دراز هستند، که به دلیل حلال می توانند یک نظم جهت گیری را تشکیل دهند. اکسید وانادیوم که مخصوصاً تهیه شده است این را می دهد. شاید نمونه های دیگر را بلد نباشم. من می دانم که چندین نمونه از این دست وجود دارد، اما اینکه بگوییم این یک پلیمر است، کاملاً صحیح نیست.

اولگ گروموف, موسسه بیوشیمی و شیمی تجزیه آکادمی علوم روسیه: پس چگونه باید تشکیلات کریستالی مایع کشف شده توسط چوخروف و دیگران در دهه 50 را در نظر بگیریم؟

الکسی بابروفسکی: اطلاع ندارم متاسفانه این منطقه از من دور است. تا آنجا که من می دانم، به نظرم می رسد که مطمئناً نمی توان به طور خاص در مورد حالت کریستالی مایع صحبت کرد، زیرا کلمه "مایع"، صادقانه بگویم، برای پلیمرهایی که در حالت شیشه ای هستند قابل استفاده نیست. اینکه بگوییم این یک فاز کریستالی مایع است نادرست است؛ درست است که بگوییم "فاز کریستالی مایع منجمد". احتمالاً شباهت، نظم انحطاطی، وقتی نظم سه بعدی وجود ندارد، اما نظم دو بعدی وجود دارد، احتمالاً یک پدیده کلی است و اگر نگاه کنید می توانید مکان های زیادی را پیدا کنید. اگر لینک چنین آثاری را به ایمیل من بفرستید بسیار سپاسگزار خواهم بود.

بوریس دولگین: خیلی خوب است که بتوانیم به پلتفرمی دیگر تبدیل شویم که در آن دانشمندان با تخصص های مختلف بتوانند ارتباط خود را حفظ کنند.

الکسی بابروفسکی: عالیه

صدایی از مخاطب: یک سوال آماتوری دیگر. شما گفتید که پلیمرهای کریستال مایع فتوکرومیک نرخ واکنش نسبتاً کمی به تغییرات محیطی دارند. سرعت تقریبی آنها چقدر است؟

الکسی بابروفسکی: ما در مورد پاسخ در عرض چند دقیقه صحبت می کنیم. در مورد قرار گرفتن در معرض نور شدید لایه‌های بسیار نازک، افراد به پاسخ دوم می‌رسند، اما تا اینجای کار همه اینها کند است. چنین مشکلی وجود دارد. افکت هایی وجود دارد که به چیز دیگری مربوط می شود (در مورد این صحبت نکردم): ما یک فیلم پلیمری داریم و قطعات فتوکرومیک در آن وجود دارد و می توانیم در معرض نور قطبی شده با شدت کافی قرار بگیریم و این نور می تواند باعث شود انتشار چرخشی، یعنی چرخش این مولکول ها عمود بر صفحه قطبش - چنین تأثیری وجود دارد، در ابتدا مدت ها پیش کشف شد، اکنون نیز در حال مطالعه است، و من نیز این کار را انجام می دهم. با شدت نور به اندازه کافی بالا، اثرات را می توان در عرض میلی ثانیه مشاهده کرد، اما معمولاً این با تغییر در هندسه فیلم همراه نیست، در داخل، اول از همه، خواص نوری تغییر می کند.

الکسی بابروفسکی: تلاشی برای ساختن مطالبی برای ثبت اطلاعات صورت گرفت و چنین تحولاتی وجود داشت، اما تا آنجایی که من می دانم، چنین موادی نمی توانند با ضبط مغناطیسی موجود و سایر مواد معدنی رقابت کنند، بنابراین به نوعی علاقه در این مسیر از بین رفت، اما این به این معنی نیست که دوباره از سر نمی گیرد.

بوریس دولگین: پیدایش مثلاً نیازهای جدید به دلیل چیزی.

الکسی بابروفسکی: جنبه سودگرایانه موضوع خیلی به من علاقه مند نیست.

بوریس دولگین: سوال من تا حدودی به آن مربوط می شود، اما نه در مورد نحوه استفاده از آن، کمی از نظر سازمانی سودمند است. در حوزه ای که در بخش خود و غیره کار می کنید، همانطور که گفتیم، پروژه های مشترک، سفارشات از برخی ساختارهای تجاری و غیره دارید. ساختار تعامل به طور کلی در این زمینه چگونه است: دانشمند محقق واقعی، به طور نسبی، یک مخترع/مهندس یا مخترع، و سپس یک مهندس، شاید موضوعات مختلف، سپس، به طور نسبی، نوعی کارآفرین که می‌داند با آن چه باید بکند، شاید، اما این بعید است، سرمایه‌گذاری که حاضر است به یک کارآفرین پول بدهد تا بتواند این پروژه را که اکنون می‌گویند، اجرا کند؟ ساختار این زنجیره در محیط شما چگونه است تا جایی که به نوعی با آن در تماس بوده اید؟

الکسی بابروفسکی: هنوز چنین زنجیره ای وجود ندارد و اینکه آیا وجود خواهد داشت یا خیر مشخص نیست. در اصل، شکل ایده آل تأمین مالی، همان علوم پایه متعارف است. اگر بنیاد تحقیقات پایه روسیه و همه اینها را که بارها در مورد آن بحث شده است، مبنای بگیریم، زیرا شخصاً نمی‌خواهم کاری انجام دهم، یک دستور.

بوریس دولگین: به همین دلیل است که من در مورد موضوعات مختلف صحبت می کنم و به هیچ وجه نمی گویم یک دانشمند باید مهندس، کارآفرین و غیره باشد. من در مورد موضوعات مختلف صحبت می کنم، در مورد اینکه چگونه می توان تعامل برقرار کرد، چگونه تعامل ممکن است از قبل کار کند.

الکسی بابروفسکی: ما پیشنهادات مختلفی از خارج داریم، اما اینها عمدتاً شرکت هایی از تایوان، کره و آسیا هستند، برای انواع مختلف کارهای مربوط به استفاده از پلیمرهای کریستال مایع برای کاربردهای مختلف نمایشگر. ما یک پروژه مشترک با فیلیپس، مرک و دیگران داشتیم، اما این در چارچوب یک پروژه مشترک است - ما در حال انجام بخشی از کارهای تحقیقاتی هستیم و چنین خروجی فکری یا خروجی در قالب نمونه های پلیمری یا ادامه دارد یا نمی کند، اما اغلب با تبادل نظر، نوعی توسعه علمی به پایان می رسد، اما این هنوز به هیچ کاربردی نرسیده است. جدی - نمی توان گفت.

بوریس دولگین: به شما دستوری برای نوعی تحقیق، توسعه یک گزینه، یک ایده داده می شود.

الکسی بابروفسکی: به طور کلی، بله، این اتفاق می افتد، اما من این شکل از کار (احساس شخصی من) را دوست ندارم. هر چه به سرم می‌آید، در حد توانم انجام می‌دهم، نه به این دلیل که کسی بگوید: فلان فیلم را با این خاصیت بساز. من علاقه ای ندارم.

بوریس دولگین: فردی را تصور کنید که به این موضوع علاقه دارد. او، او که علاقه مند به پالایش ایده های علمی عمومی شماست که از علایق نوع دوستانه و کاملاً علمی شما دریافت کرده اید، چگونه می تواند با شما به گونه ای تعامل کند که واقعاً برای هر دوی شما جالب باشد؟ این چارت سازمانی چیست؟

الکسی بابروفسکی: پاسخ دادن به من سخت است.

بوریس دولگین: سمینارهای عمومی؟ چه چیزی میتواند باشد؟ چنین تلاشی وجود ندارد - برخی مهندسان؟..

الکسی بابروفسکی: در چارچوب یک پروژه مشترک همه چیز قابل تحقق است. نوعی تعامل کاملاً ممکن است، اما من احتمالاً این سؤال را کاملاً متوجه نشدم، مشکل چیست؟

بوریس دولگین: تا اینجا مشکل عدم تعامل بین انواع مختلف سازه هاست. شما را به عنوان یک دانشمند تحت فشار قرار می دهد، یا به شما فشار می آورد تا کارهایی را انجام دهید که ممکن است نخواهید انجام دهید. مسئله این است.

الکسی بابروفسکی: این مشکل کمبود بودجه عظیم است

بوریس دولگین: تصور کنید که بودجه اضافی وجود خواهد داشت، اما این نیاز به توسعه فنی را برطرف نمی کند. چگونه می توانید از خود به سمت فناوری حرکت کنید به گونه ای که شما را راضی کند؟

الکسی بابروفسکی: واقعیت این است که علم مدرن کاملاً باز است و کاری را که انجام می دهم منتشر می کنم - و هر چه زودتر بهتر.

بوریس دولگین: پس حاضرید نتایج را به اشتراک بگذارید، به این امید که کسانی که سلیقه دارند بتوانند از آن بهره ببرند؟

الکسی بابروفسکی: اگر کسی مقاله من را بخواند و ایده ای داشته باشد، فقط سپاسگزار خواهم بود. اگر تحولات ملموسی از این نشریه بیرون بیاید، به خاطر خدا، حق ثبت اختراع، پول وجود خواهد داشت. در این شکل، من خوشحال خواهم شد، اما، متأسفانه، در واقعیت معلوم می شود که همه چیز به طور موازی وجود دارد، چنین راهی وجود ندارد. تاریخ علم نشان می دهد که اغلب پس از برخی اکتشافات اساسی - بزرگ یا کوچک - تاخیر در کاربرد خاص وجود دارد.

بوریس دولگین: یا بعد از اینکه درخواستی پیش آید.

الکسی بابروفسکی: یا همینطور.

لو موسکووکین:من یک سوال کمی تحریک آمیز دارم. موضوعی که بوریس مطرح کرد بسیار مهم است. آیا در اینجا تأثیر مد خاصی وجود دارد (این در یکی از سخنرانی های جامعه شناسی شنیده شد)؟ گفتی الان کار با کریستال مایع مد نیست. این بدان معنا نیست که چون درگیر آنها نیستند، پس نیازی به آنها نیست، شاید این علاقه برگردد و مهمتر از همه...

بوریس دولگین: یعنی لو ما را به مسئله مکانیسم های مد در علم به عنوان یک جامعه علمی خاص باز می گرداند.

لو موسکووکین:در واقع، چایکوفسکی نیز در این مورد صحبت کرد؛ مد در آنجا در همه علوم بسیار قوی است. سوال دوم: من خوب می دانم که چگونه مراجعی در علم انتخاب شدند که تعمیم را بلد بودند. شما می توانید مطالب خود را تا جایی که دوست دارید منتشر کنید، من شخصاً هرگز با آنها برخورد نمی کنم، برای من این یک لایه کامل است که من به سادگی نمی دانستم. به گونه ای خلاصه کنید که ارزش این را برای درک همان زندگی، برای درک اینکه چه کارهای دیگری می توانیم انجام دهیم، درک کنید. متشکرم.

بوریس دولگین: من سوال دوم را متوجه نشدم، اما بیایید فعلاً به اولین مورد بپردازیم - در مورد مد در علم. این چه مکانیزمی دارد که الان مد نیست، آیا خطری در این میان وجود دارد؟

الکسی بابروفسکی: من هیچ خطری نمی بینم. واضح است که مسائل مربوط به تامین مالی مهم هستند، اما، با این وجود، به نظر من از بسیاری جهات علم اکنون بر افراد خاصی استوار است که دارای علایق شخصی خاص، علاقه به این یا آن موضوع هستند. واضح است که شرایط محدودیت هایی را تعیین می کند، با این حال، فعالیت افراد خاص منجر به این واقعیت می شود که یک منطقه خاص توسعه می یابد، همانطور که همه چیز توسعه می یابد. علیرغم اینکه در مورد جمعی شدن علم زیاد گفته می شود. در واقع، اکنون پروژه های بزرگی وجود دارد، گاهی اوقات کاملاً موفق، اما، با این وجود، نقش فرد در تاریخ علم حتی در حال حاضر بسیار زیاد است. علایق و علایق شخصی نقش بسزایی دارند. واضح است که مانند کریستال های مایع، چنین پیشرفتی در الکترونیک به عنوان انگیزه بزرگی برای توسعه تحقیقات کریستال مایع عمل کرد، زمانی که آنها متوجه شدند که می توان از کریستال های مایع استفاده کرد و به طور طبیعی از آن پول زیادی به دست آورد. پول صرف تحقیق شد واضح است که چنین ارتباطی ...

بوریس دولگین: بازخورد از تجارت و علم.

الکسی بابروفسکی: ... این یکی از ویژگی های علم مدرن است، زمانی که سفارشی از سوی افرادی می آید که درآمد کسب می کنند و محصولی تولید می کنند - و سپس بودجه تحقیق تامین می شود و بر این اساس، تغییری در تأکید از آنچه جالب است به وجود می آید. چه چیزی سودآور است این مزایا و معایب خود را دارد، اما اینگونه است. در واقع، اکنون علاقه به کریستال های مایع به تدریج خشک شده است، زیرا هر چیزی که می تواند استخراج شود در حال حاضر تولید می شود و همه چیز باید بهبود یابد. نمی دانم، من هرگز به طور جدی در مورد آن فکر نکرده ام، با این وجود، انواع مختلفی از برنامه های نمایشگر وجود دارد، در اپتوالکترونیک، کاربردهای کریستال های مایع (مردم روی این موضوع کار می کنند)، به عنوان حسگر، تا جایی که کار در حال انجام است. در مورد امکان استفاده از کریستال های مایع به عنوان مولکول های حسگر بیولوژیکی. بنابراین، به طور کلی، من فکر می کنم که علاقه به سادگی خشک نمی شود، علاوه بر این، موج بزرگی از تحقیقات با این واقعیت همراه است که پول برای نانو شروع شد. اصولاً علیرغم اینکه قرار دادن نانوذرات در کریستال‌های مایع بسیار رایج است، تعداد زیادی کار وجود دارد، اما در بین آنها آثار جالب و خوبی در رابطه با این موضوع وجود دارد، یعنی وقتی نانو اشیاء چه اتفاقی می‌افتند. یک محیط کریستالی مایع را وارد کنید چه اثراتی ظاهر می شود. من فکر می کنم که توسعه از نظر به دست آوردن انواع مختلف دستگاه های پیچیده امکان پذیر است، که با ظهور فراموادی که خواص نوری بسیار جالبی دارند مرتبط است - این ساختارهای غیر معمولی هستند که به روش های مختلف در ترکیب با کریستال های مایع ساخته می شوند. از جلوه های نوری جدید و کاربردهای جدید امکان پذیر است. من در حال حاضر مقالاتی را در مجله کریستال های مایع مرور می کنم و سطح آنها در حال کاهش است و تعداد مقالات خوب در حال کاهش است، اما این بدان معنا نیست که همه چیز بد است و علم کریستال های مایع نمی میرد، زیرا یک شی بسیار جالب کاهش علاقه به نظر من یک فاجعه نیست.

بوریس دولگین: اینجا کم کم به سراغ سوال دومی که لئو از ما پرسیده میرسیم. اگر یک نظریه اساساً جدید بر اساس نظریه موجود متولد شود، که چیز مثبتی را برای کریستال های مایع نوید می دهد، ظاهراً علاقه بلافاصله افزایش می یابد.

الکسی بابروفسکی: ممکن است این اتفاق بیفتد.

بوریس دولگین: تا آنجایی که من این سوال را درک می‌کنم، این همان چیزی است که ما در مورد آن صحبت می‌کنیم: متون درون علمی هستند که به تدریج چیزی را در فهم تغییر می‌دهند، متون بدیع هستند که به‌طور اساسی تغییر می‌کنند، اما در عین حال نوعی رابط بین متخصصان و جامعه هستند. شاید متشکل از همان دانشمندان باشد، اما از حوزه‌های دیگر، آثار تعمیم‌دهنده‌ای وجود دارد که به ما توضیح می‌دهند، گویی این قطعات را به نوعی تصویر کلی لحیم می‌کنند. همانطور که من متوجه شدم، لو با ما در این مورد صحبت کرد و پرسید که چگونه انتخاب شده است، و چه کسی این آثار تعمیم دهنده را می نویسد؟

الکسی بابروفسکی: چنین مفهومی وجود دارد - روزنامه نگاری علمی که در کشور ما چندان توسعه نیافته است، اما در همه جای دنیا وجود دارد و من می توانم تصور کنم که چقدر در آنجا توسعه یافته است و با این وجود، اینجا هم وجود دارد. سخنرانی عمومی فعلی نیز بر این امر دلالت دارد

بوریس دولگین: نمی توان گفت فلانی عمدا حوزه کار را می بندد.

الکسی بابروفسکی: نه، هیچ‌کس چیزی را پنهان نمی‌کند، برعکس، همه دانشمندان عادی تمام تلاش خود را می‌کنند تا آنچه را که انجام داده‌اند به دنیا نشان دهند: در سریع‌ترین زمان ممکن و تا حد امکان در دسترس هستند. واضح است که یک نفر می تواند یک داستان خوب تعریف کند و یک نفر می تواند یک داستان بد، اما روزنامه نگاران علمی برای این کار هستند و می توانند به عنوان یک انتقال دهنده اطلاعات از دانشمندان به جامعه عمل کنند.

بوریس دولگین: حتی در زمان اتحاد جماهیر شوروی، ادبیات علمی عامه پسند وجود داشت، و همچنین یک ژانر خاص - علمی تخیلی وجود داشت، بخشی از مجموعه های "مسیرهایی به سوی ناشناخته" در اوایل دهه 60، کتاب های مجموعه "اورکا"، یکی از اولین آثار پس از پیشگامان جنگ دانیل دانین بود که عمدتاً در مورد فیزیک می نوشت. سؤال دیگر این است که هنوز دانشمندانی هستند که نوعی آثار تعمیم‌دهنده می‌نویسند، چیزی را برای کسی رایج می‌کنند، اما بعید است که کسی انتخاب کند که چه کسی بنویسد و چه کسی بخواند یا نخواند. چایکوفسکی فوق الذکر چیزی می نویسد، کسی آن را دوست دارد.

الکسی بابروفسکی: مشکل، به نظر من، این است. واقعیت این است که در کشور ما اکنون تعداد دانشمندان عادی به طرز فاجعه باری کم است و وضعیت خود علم بدتر از همیشه است. اگر در مورد کریستال های مایع و پلیمرهای کریستال مایع صحبت کنیم، اینها آزمایشگاه های جدا شده ای هستند که در حال مرگ هستند. واضح است که در دهه 90 نوعی فروپاشی و کابوس وجود داشت، اما، به طور کلی، می توان گفت که هیچ علمی در مورد کریستال های مایع در روسیه وجود ندارد. منظورم - جامعه علمی است، معلوم می شود که من بیشتر با افرادی که در خارج از کشور کار می کنند، مقاله می خوانند و این چیزها ارتباط برقرار می کنم، اما عملاً هیچ مقاله ای از ما نمی آید. مشکل این است که ما علم نداریم و نه اینکه آثار تعمیم دهنده ای در این علم وجود ندارد. شما می توانید آنچه در غرب اتفاق می افتد را تعمیم دهید - این نیز فوق العاده است، اما هیچ مبنایی وجود ندارد، هیچ پیوند مهمی وجود ندارد، هیچ دانشمندی وجود ندارد.

لو موسکووکین:من توضیح خواهم داد، اگرچه در اصل همه چیز درست است. واقعیت این است که ما همیشه حول موضوع سخنرانی آخر می چرخیم. رقابت در علم بین دانشمندان به قدری قوی است که من کاملاً از دیدن آن با چشمان خود خوشحالم و موافقم که هر دانشمندی در تلاش است تا دستاوردهای خود را به جهان نشان دهد. این فقط برای کسی که یک مرجع شناخته شده است، مانند تیموفیف-رسوفسکی، در دسترس است. این کار در زمان شوروی انجام شد - معلوم است که چگونه - و در اینجا یک اثر وجود دارد، مثالی که ممکن است خیلی توضیح دهد - تأثیر دفترچه سبز که چه کسی می داند در کجا منتشر شده است و هیچ کس نمی تواند به یاد بیاورد که این کنفرانس معمولی چیست. به این دلیل نامیده شد، زیرا هیچ مجله ای که اکنون توسط کمیسیون عالی گواهینامه معتبر شناخته شده باشد، یک مجله دانشگاهی، اصولاً چنین تازگی را نمی پذیرد، اما علم جدیدی را به وجود آورد، آن را به علم ژنتیک، به درک زندگی تبدیل کرد. و این، به طور کلی، اکنون از قبل شناخته شده است. این در زمان شوروی با حمایت از بالا بود - تیموفیف-رسوفسکی در پلنوم کمیته مرکزی CPSU از رقابت همکارانش حمایت شد، در غیر این صورت او خورده می شد.

بوریس دولگین: وضعیتی که دولت بخش قابل توجهی از علم را به پایان رساند: بدون حمایت سایر پایه های دولت امکان فرار وجود نداشت.

لو موسکووکین:انبوهی از داده‌ها در ژنتیک وجود دارد که کسی نیست که آنها را تعمیم دهد، زیرا هیچ‌کس به کسی اعتماد نمی‌کند و هیچ‌کس اقتدار دیگران را به رسمیت نمی‌شناسد.

بوریس دولگین: چرا؟! ما ژنتیک دان هایی داشتیم که صحبت می کردند، ژنتیک دانان دیگر به صحبت هایشان گوش می دادند و با لذت بحث می کردند.

الکسی بابروفسکی: من نمی دانم در ژنتیک چه اتفاقی می افتد، اما در علمی که من انجام می دهم، وضعیت کاملا برعکس است. افرادی که یک نتیجه جالب جدید دریافت می کنند بلافاصله سعی می کنند آن را در سریع ترین زمان ممکن منتشر کنند.

بوریس دولگین: حداقل به خاطر منافع رقابتی - برای به خطر انداختن یک مکان.

الکسی بابروفسکی: آره. واضح است که ممکن است برخی از جزئیات روش ها و غیره را یادداشت نکنند، اما معمولاً اگر یک ایمیل بنویسید و بپرسید که چگونه این کار را در آنجا انجام داده اید، فقط بسیار جالب است، همه چیز کاملاً باز می شود - و ... .

بوریس دولگین: طبق مشاهدات شما علم در حال بازتر شدن است.

الکسی بابروفسکی: حداقل من در عصر علم باز زندگی می کنم و این خوب است.

بوریس دولگین: متشکرم. وقتی زیست شناسان مولکولی با ما صحبت می کردند، معمولاً ما را به پایگاه های اطلاعاتی کاملاً باز و غیره ارجاع می دادند و توصیه می کردند که با آنها تماس بگیریم.

الکسی بابروفسکی: در فیزیک نیز همین موضوع وجود دارد، آرشیوی وجود دارد که در آن افراد می‌توانند نسخه خام (جنجال‌برانگیز) یک مقاله را حتی قبل از مرور یک مقاله ارسال کنند، اما در اینجا بیشتر مبارزه برای سرعت انتشار وجود دارد، هر چه سریع‌تر باشد. اولویت. من هیچ تعطیلی نمی بینم واضح است که این ربطی به ارتش بسته و دیگران ندارد، من در مورد علم صحبت می کنم.

بوریس دولگین: متشکرم. سوالات بیشتر؟

صدایی از مخاطب: من سوال زیادی به عنوان یک پیشنهاد، یک ایده ندارم. من فکر می کنم این موضوع از تصاویر تبلور پتانسیل زیادی برای آموزش علوم به کودکان و جوانان در مدارس دارد. شاید منطقی باشد که یک درس الکترونیکی را که به مدت 45 دقیقه طراحی شده است ایجاد کنیم و آن را در مدارس متوسطه توزیع کنیم؟ اکنون تابلوهای الکترونیکی وجود دارد که بسیاری از آنها استفاده نمی کنند؛ مدارس دستور داده اند که آنها را داشته باشند. من فکر می کنم خوب است که این تصاویر را به مدت 45 دقیقه به کودکان نشان دهیم و سپس در پایان توضیح دهیم که چگونه این کار انجام شده است. به نظر من پیشنهاد چنین موضوعی و به نوعی تامین مالی آن جالب خواهد بود.

الکسی بابروفسکی: اگر اتفاقی بیفتد آماده کمک هستم. فراهم کنید، آنچه لازم است بنویسید.

بوریس دولگین: حیرت آور. تعمیم ها این گونه شکل می گیرد، این طوری نظم می گیرد. خوب. خیلی ممنون. آیا سوال خلاقانه دیگری دارید؟ شاید آنها دلشان برای کسی تنگ شده است، ما آنها را نمی بینیم، به نظر من، آنها بیشتر در مورد آن بحث کردند.

بوریس دولگین: دانشمندان هست، علم نیست.

بوریس دولگین: پس شرط لازم است یا لازم و کافی؟

الکسی بابروفسکی: بله، آسیب غیرقابل برگشت است، زمان از دست رفته است، این کاملاً آشکار است و البته به نظر می رسد: «چطور است که در روسیه علم وجود ندارد؟! چطور؟ این نمی تواند باشد، علم هست، دانشمندان هست، مقالات هست.» اول از همه، در یک سطح، من هر روز مجلات علمی مطالعه می کنم. بسیار نادر است که با مقالات نویسندگان روسی، ساخته شده در روسیه، در مورد بلورهای مایع یا پلیمرها برخورد کنید. دلیلش این است که یا هیچ اتفاقی نمی‌افتد، یا همه چیز در سطح پایینی اتفاق می‌افتد که مردم نمی‌توانند آن را در یک مجله علمی معمولی منتشر کنند؛ طبیعتاً کسی آنها را نمی‌شناسد. این یک وضعیت کاملا وحشتناک است.

الکسی بابروفسکی: بیشتر و بیشتر.

بوریس دولگین: یعنی مشکل از نویسندگان نیست، مشکل از علم است.

الکسی بابروفسکی: بله، یعنی، البته، هیچ ساختار کامل و با عملکرد خوب یا حداقل به نحوی تحت عنوان "علم" در روسیه وجود ندارد. خوشبختانه، آزمایشگاه هایی باز هستند که کم و بیش در سطح عادی کار می کنند و در روند کلی علمی علم بین المللی درگیر هستند - این توسعه قابلیت های ارتباطی از طریق اینترنت است، از جهات دیگر، باز بودن مرزها به شما امکان می دهد. نه اینکه از روند علمی جهانی احساس جدایی کنید، بلکه اتفاقاتی که در داخل کشور می گذرد، طبیعتاً پول کافی نیست و اگر بودجه را افزایش دهید، بعید است چیزی تغییر کند، زیرا به موازات افزایش بودجه، لازم است. تا بتوان افرادی را که این پول به آنها داده می شود بررسی کرد. شما می توانید پول بدهید، یکی آن را می دزدد، خرج می کند چه می داند، اما اوضاع به هیچ وجه تغییر نمی کند.

بوریس دولگین: به طور دقیق، ما مشکل مرغ و تخم مرغ داریم. از یک طرف ما بدون بودجه علم ایجاد نمی کنیم، از طرف دیگر با بودجه، اما بدون جامعه علمی که بازاری برای تخصص فراهم می کند و شهرت عادی را تضمین می کند، نمی توانیم این پول را در یک زمان بدهیم. راهی که به علم کمک خواهد کرد.

الکسی بابروفسکی: به عبارت دیگر، جذب تخصص و ارزیابی بین المللی از دانشمندان قوی بدون توجه به کشور محل سکونت آنها ضروری است. طبیعتاً لازم است موارد صدور گواهینامه مربوط به دفاع از پایان نامه های داوطلبی و دکتری به زبان انگلیسی تغییر یابد. حداقل چکیده ها باید به زبان انگلیسی باشند. این کاملاً بدیهی است و حرکتی در این راستا وجود خواهد داشت، شاید به نحوی به سمت بهتر شدن تغییر کند و بنابراین - اگر به همه پول بدهید ... طبیعتاً دانشمندان قوی که پول بیشتری به دست خواهند آورد - آنها البته کارآمدتر کار خواهد کرد، اما بسیاری از پول به هیچ کس نمی داند که در آن ناپدید می شوند. این نظر من است.

بوریس دولگین: لطفاً به من بگویید، شما یک دانشمند جوان هستید، اما قبلاً دکترای علوم هستید و جوانان به معنای دیگری به شما مراجعه می کنند، دانشجویان، دانشمندان جوانتر. آیا کسانی هستند که به دنبال شما می آیند؟

الکسی بابروفسکی: من در دانشگاه کار می کنم و خواه ناخواه گاهی دلم می خواهد، گاهی نمی خواهم، نظارت بر کار درسی، دیپلم و فوق لیسانس دارم.

بوریس دولگین: آیا دانشمندان آینده در بین آنها وجود دارند؟

الکسی بابروفسکی: قبلا افرادی هستند که کاملاً موفق عمل می کنند که من آنها را سرپرستی کرده ام، مثلاً فوق دکترا یا رئیس گروه های علمی هستند؛ طبیعتاً ما فقط در مورد خارج از کشور صحبت می کنیم. کسانی که من آنها را رهبری کردم و آنها در روسیه ماندند، آنها در علم کار نمی کنند، زیرا آنها باید خانواده خود را تغذیه کنند و به طور عادی زندگی کنند.

بوریس دولگین: ممنون یعنی مالی.

الکسی بابروفسکی: طبیعتا تامین مالی و حقوق در مقابل انتقاد نمی ایستد.

بوریس دولگین: این هنوز خصوصیه...

الکسی بابروفسکی: هیچ رازی در این نیست. حقوق یک محقق ارشد با حداقل نامزد در دانشگاه پانزده هزار روبل در ماه است. همه چیز دیگر به فعالیت دانشمند بستگی دارد: اگر او بتواند کمک های مالی و پروژه های بین المللی داشته باشد، بیشتر دریافت می کند، اما قطعا می تواند روی پانزده هزار روبل در ماه حساب کند.

بوریس دولگین: دکترا چطور؟

الکسی بابروفسکی: هنوز یکی به من نداده‌اند، دقیقاً نمی‌دانم هنوز چقدر به من می‌دهند، به علاوه چهار هزار اضافه می‌کنند.

بوریس دولگین: کمک های مالی ذکر شده بسیار مهم است. همین امروز ما اخباری را منتشر کردیم که توسط یک محقق جالب ارسال شده بود، اما وقتی سوال در مورد بودجه پرسیده شد، او به ویژه در مورد اهمیت این حوزه صحبت کرد و باز هم، ناگفته نماند انتشارات ما، وزیر فورسنکو می گوید که ناظران علمی باید کمک هزینه کنند. برای تأمین مالی دانشجویان تحصیلات تکمیلی خود و در نتیجه ایجاد انگیزه مالی در آنها.

الکسی بابروفسکی: نه، این همان چیزی است که معمولاً در یک گروه علمی خوب اتفاق می افتد، اگر فردی مانند والری پتروویچ شیبایف، رئیس آزمایشگاهی که در آن کار می کنم، نام شایسته ای در دنیای علمی داشته باشد، فرصت کمک هزینه داشته باشد. و پروژه ها بیشتر اوقات، من با پانزده هزار حقوق "برهنه" به پایان نمی رسم، همیشه پروژه هایی وجود دارد، اما همه نمی توانند آن را انجام دهند، این یک قانون کلی نیست، به همین دلیل است که همه می روند.

بوریس دولگین: یعنی رهبر باید اقتدار بین المللی نسبتاً بالایی داشته باشد و در جریان باشد.

الکسی بابروفسکی: بله، اغلب. فکر می کنم از بسیاری جهات خوش شانس بودم. عنصر پیوستن به یک گروه علمی قوی به صورت مثبت عمل کرد.

بوریس دولگین: در اینجا بازخورد علم قدیمی خوب را می بینیم، این واقعیت که این قدرتمندترین گروه علمی به وجود آمد که به واسطه آن شما توانستید مسیر خود را درک کنید. بله خیلی جالبه ممنون من حرف آخر را می زنم.

صدایی از مخاطب: وانمود نمی کنم که حرف آخر را می زنم. من می خواهم توجه داشته باشم که آنچه شما در مورد آن صحبت می کنید کاملاً قابل درک است و آن را به عنوان یک ورزش نگیرید. می خواهم توجه داشته باشم که در سخنرانی الکسی ساواتف گفته شد که در آمریکا اصلاً علم وجود ندارد. دیدگاه او به همان اندازه قانع کننده است که نظر شما. از سوی دیگر، در روسیه علم به سرعت توسعه یافت، زمانی که علم اصلاً پولی نمی داد، بلکه فعالانه دزدیده می شد و چنین اتفاقاتی رخ می داد.

بوریس دولگین: آیا ما در مورد پایان قرن 19 - آغاز قرن 20 صحبت می کنیم؟

بوریس دولگین: در آلمان؟

بوریس دولگین: و هنگامی که تحقیقات علمی او به طور فعالتری توسعه یافت ...

صدایی از مخاطب: در روسیه، نه او، بلکه در روسیه به طور کلی، زمانی که آنها پولی پرداخت نکردند، علم به بهترین شکل توسعه یافت. چنین پدیده ای وجود دارد. من می توانم این را توجیه کنم، این یک دیدگاه نیست، بوریس، این یک واقعیت است. من همچنین می خواهم کاملاً مسئولانه به شما بگویم - این دیگر یک واقعیت نیست، بلکه یک نتیجه است - که امید شما به اینکه تخصص بین المللی و زبان انگلیسی به شما کمک می کند بیهوده است، زیرا با کار در دوما رقابت شدیدی برای حقوق می بینم. و لابی در دوما در مورد قوانین کپی رایت یکجانبه نسبت به آمریکا. همه آنها درصد زیادی از مالکیت معنوی را نسبت می دهند، آنها اصلا علاقه ای به اطمینان از اینکه سلاح های ما در آنجا کپی نمی شود، نیستند، خودشان این کار را انجام می دهند.

بوریس دولگین: میبینم مشکل...

الکسی بابروفسکی: سلاح و علم چیزهای موازی هستند.

صدایی از مخاطب: آخرین مثال: واقعیت این است که وقتی ژنیا آنانیف، او و من با هم در دانشکده زیست شناسی مطالعه کردیم، عناصر متحرک را در ژنوم مگس سرکه کشف کردیم، شناخت تنها پس از انتشار در مجله "کروموزوم" انجام شد، اما قدرت کیسین از این طریق شکست. انتشار، زیرا بررسی به این صورت بود: "در روسیه تاریک شما آنها نمی دانند چگونه DNA را تکثیر کنند." متشکرم.

بوریس دولگین: ایده در مورد سطح تحقیقات علمی در یک کشور خاص در غیاب یک سیستم سفت و سخت برای بررسی مقالات، زمانی که از ایده های کلی استفاده می شود، مشکل ساز است.

الکسی بابروفسکی: در مورد زبان انگلیسی، همه چیز بسیار ساده است - این یک زبان علمی بین المللی است. هر دانشمندی که در زمینه علم فعالیت می کند، مثلاً در آلمان، یک آلمانی تقریباً تمام مقالات خود را به زبان انگلیسی منتشر می کند. ضمناً، بسیاری از پایان نامه ها به زبان انگلیسی در آلمان دفاع می شوند، البته به دانمارک و هلند نیز اشاره نکنیم، البته فقط به این دلیل که خارجی های زیادی در آنجا حضور دارند. علم بین المللی است. از نظر تاریخی زبان علم انگلیسی است.

بوریس دولگین: اخیراً اتفاق افتاده است که زبان علم قبلاً آلمانی بوده است.

الکسی بابروفسکی: نسبتاً اخیراً، اما، با این وجود، اکنون چنین است، بنابراین انتقال به انگلیسی، حداقل در سطح چکیده ها و موارد گواهی، آشکار بود، به طوری که دانشمندان عادی غربی می توانستند این چکیده ها را بخوانند، بازخورد بدهند، ارزیابی کنند تا از باتلاق ما خارج شوید، در غیر این صورت همه چیز به طور کامل در ناشناخته فرو می رود و آنچه باقی می ماند یک توهین کامل است. این در حال حاضر به طرق مختلف اتفاق می افتد، اما ما باید به نحوی سعی کنیم از این باتلاق خارج شویم.

بوریس دولگین: پنجره ها را برای جلوگیری از بو باز کنید.

الکسی بابروفسکی: حداقل تهویه را شروع کنید.

بوریس دولگین: خوب. متشکرم. این یک دستور العمل خوش بینانه است. در واقع، مسیر شما با وجود همه بدبینی ها، خوش بینی را القا می کند.

الکسی بابروفسکی: ما دوباره از این واقعیت منحرف شدیم که ایده اصلی سخنرانی این است که به شما نشان دهیم که کریستال های مایع چقدر زیبا و جالب هستند. امیدوارم همه چیزهایی که گفتم باعث جلب توجه شود. اکنون می توانید اطلاعات زیادی در مورد کریستال های مایع پیدا کنید، این اولین چیز است. و ثانیاً فارغ از هر شرایطی، دانشمندان همیشه وجود خواهند داشت، هیچ چیز نمی تواند جلوی پیشرفت علمی را بگیرد، این نیز خوش بینی را القا می کند و تاریخ نشان می دهد که همیشه افرادی هستند که علم را به جلو می برند که علم برای آنها بالاتر از همه است.

در چرخه های "سخنرانی های عمومی "Polit.ru" و "سخنرانی های عمومی "Polit.ua" سخنرانان زیر اجرا شدند:

• لئونارد پولیشچوک چرا حیوانات بزرگ در اواخر پلیستوسن منقرض شدند؟ از دیدگاه ماکرواکولوژی پاسخ دهید
• میروسلاو مارینوویچ. تربیت معنوی گولاگ
• کریل اسکوف. تکامل و اتوکاتالیز
• میخائیل سوکولوف. نحوه مدیریت بهره وری علمی تجربه از بریتانیا، آلمان، روسیه، ایالات متحده آمریکا و فرانسه
• اولگ اوستنکو. داستان یک بحران ناتمام
• گریگوری ساپوف. مانیفست سرمایه داری زندگی و سرنوشت کتاب "فعالیت انسانی" ال.فون میزس
• الکساندر ایروانتس پس همینی هستی عمو نویسنده!
• ولادیمیر کاتانایف. رویکردهای مدرن برای توسعه داروهای ضد سرطان
• واختنگ کیپیانی. سامیزدات دوره ای در اوکراین. 1965-1991
• ویتالی نایشول. پذیرش فرهنگ توسط کلیسا
• نیکولای کاورین. همه گیری آنفلوانزا در تاریخ بشر
• الکساندر فیلوننکو. الهیات در دانشگاه: بازگشت؟
• الکسی کوندراشف. زیست شناسی تکاملی و سلامت انسان
• سرگئی گرادیروفسکی. چالش های جمعیتی مدرن
• الکساندر کیسلوف. آب و هوا در گذشته، حال و آینده
• الکساندر اوزان، الکساندر پاسخاور. اقتصاد: محدودیت های اجتماعی یا ذخایر اجتماعی
• کنستانتین پوپادین. عشق و جهش مضر یا چرا طاووس به دم دراز نیاز دارد؟
• آندری اوستالسکی. چالش ها و تهدیدهای آزادی بیان در دنیای مدرن
• لئونید پونومارف. یک فرد چقدر انرژی نیاز دارد؟
• ژرژ نیوات. ترجمه تاریکی: راه های ارتباط بین فرهنگ ها
• ولادیمیر گلمن. اقتدارگرایی فرعی در روسیه مدرن
• ویاچسلاو لیخاچف. ترس و نفرت در اوکراین
• اوگنی گونتماخر. مدرنیزاسیون روسیه: موقعیت INSOR
• دونالد بودرو سیاست ضد انحصاری در خدمت منافع خصوصی
• سرگئی انیکولوپوف. روانشناسی خشونت
• ولادیمیر کولیک. سیاست زبان اوکراین: اقدامات مقامات، نظرات شهروندان
• میخائیل بلینکین حمل و نقل در شهری مناسب برای زندگی
• الکسی لیدوف، گلب ایواکین. فضای مقدس کیف باستان
• الکسی ساواتف. اقتصاد به کجا می رود (و ما را هدایت می کند)؟
• آندری پورتنوف. تاریخ شناس. شهروند. حالت. تجربه ملت سازی
• پاول پلچوف آتشفشان ها و آتشفشان شناسی
• ناتالیا ویسوتسکایا. ادبیات معاصر ایالات متحده در زمینه کثرت گرایی فرهنگی
• گفتگو با الکساندر اوزان. مدرنیزاسیون در روسی چیست؟
• آندری پورتنوف. تمرینات با سابقه در اوکراین: نتایج و چشم اندازها
• الکسی لیدوف. نماد و نماد در فضای مقدس
• افیم راچفسکی. مدرسه به عنوان یک آسانسور اجتماعی
• الکساندرا گناتیوک. معماران درک متقابل لهستان و اوکراین از دوره بین جنگ (1918-1939)
• ولادیمیر زاخاروف امواج شدید در طبیعت و در آزمایشگاه
• سرگئی نکلیودوف. ادبیات به مثابه سنت
• یاکوف گیلینسکی طرف دیگر ممنوعیت: دیدگاه یک جرم شناس
• دانیل الکساندروف. اقشار متوسط ​​در جوامع ترانزیتی پس از شوروی
• تاتیانا نفدووا، الکساندر نیکولین. روسیه روستایی: فشرده سازی فضایی و قطبی شدن اجتماعی
• الکساندر زینچنکو دکمه ها از خارکف. همه چیزهایی که در مورد کاتین اوکراینی به یاد نمی آوریم
• الکساندر مارکوف. ریشه های تکاملی خیر و شر: باکتری ها، مورچه ها، انسان ها
• میخائیل فاوروف واکسن ها، واکسیناسیون و نقش آنها در سلامت عمومی
• واسیلی زاگنیتکو. فعالیت آتشفشانی و تکتونیکی زمین: علل، پیامدها، چشم انداز
• کنستانتین سونین. اقتصاد بحران مالی. دو سال بعد
• کنستانتین سیگوف. چه کسی به دنبال حقیقت است؟ «فرهنگ لغت فلسفه های اروپایی»؟
• میکولا ریابچوک. تحول اوکراین پس از کمونیستی
• میخائیل گلفاند. بیوانفورماتیک: زیست شناسی مولکولی بین لوله آزمایش و کامپیوتر
• کنستانتین سورینوف. وراثت در باکتری: از لامارک تا داروین و پشت
• میخائیل چرنیش، النا دانیلوا. مردم در شانگهای و سنت پترزبورگ: دوران تغییرات بزرگ
• ماریا یودکویچ. جایی که به دنیا آمدید جایی است که به دردتان می خورد: سیاست پرسنل دانشگاه
• نیکولای آندریف. مطالعات ریاضی - شکل جدیدی از سنت
• دیمیتری باک. ادبیات "مدرن" روسیه: تغییر قانون
• سرگئی پوپوف. فرضیه ها در اخترفیزیک: چرا ماده تاریک بهتر از بشقاب پرنده است؟
• وادیم اسکوراتوفسکی. محیط ادبی کیف دهه 60 - 70 قرن گذشته
• ولادیمیر دوورکین. سلاح های استراتژیک روسیه و آمریکا: مشکلات کاهش
• الکسی لیدوف. اسطوره بیزانسی و هویت اروپایی
• ناتالیا یاکوونکو. مفهوم کتاب درسی جدید تاریخ اوکراین
• آندری لانکوف. نوسازی در شرق آسیا، 1945-2010.
• سرگئی اسلوچ. چرا استالین به پیمان عدم تجاوز با هیتلر نیاز داشت؟
• گوزل اولومبکوا. درس هایی از اصلاحات بهداشت و درمان روسیه
• آندری ریابوف. نتایج متوسط ​​و برخی از ویژگی های تحولات پس از شوروی
• ولادیمیر چترنین. نظریه حقوقی مدرن آزادی گرایی
• نیکلای درونین. تغییرات آب و هوایی جهانی و پروتکل کیوتو: نتایج دهه
• یوری پیوواروف. ریشه های تاریخی فرهنگ سیاسی روسیه
• یوری پیوواروف. سیر تحول فرهنگ سیاسی روسیه
• پاول پچنکین. فیلم مستند به عنوان یک فناوری بشردوستانه
• وادیم رادایف. انقلاب در تجارت: تأثیر بر زندگی و مصرف
• الک اپستین. چرا درد شخص دیگری درد نمی کند؟ حافظه و فراموشی در اسرائیل و روسیه
• تاتیانا چرنیگوفسایا. چگونه فکر می کنیم؟ چندزبانگی و سایبرنتیک مغز
• سرگئی الکساشنکو. سال بحران: چه اتفاقی افتاد؟ چه کاری انجام می شود چه انتظاری داشته باشیم
• ولادیمیر پاستوخوف نیروی دافعه متقابل: روسیه و اوکراین - دو نسخه از یک تحول
• الکساندر یوریف. روانشناسی سرمایه انسانی در روسیه
• آندری زورین. آموزش علوم انسانی در سه نظام آموزشی ملی
• ولادیمیر پلانگیان. چرا زبان‌شناسی مدرن باید زبان‌شناسی پیکره باشد؟
• نیکیتا پتروف. ماهیت جنایتکارانه رژیم استالینیستی: زمینه های قانونی
• آندری زوبوف. مسیرهای اروپای شرقی و پس از شوروی برای بازگشت به دولت متکثر
• ویکتور وخشتین. پایان جامعه شناسی: دیدگاه هایی برای جامعه شناسی علم
• اوگنی اونیشچنکو. حمایت رقابتی از علم: چگونه در روسیه اتفاق می افتد
• نیکولای پتروف. مکانیک سیاسی روسیه و بحران
• الکساندر اوزان. قرارداد اجتماعی: نمایی از سال 2009
• سرگئی گوریف. چگونه بحران اقتصاد جهانی و علم اقتصادی را تغییر خواهد داد
• الکساندر آسیف. شهرهای آکادمیک به عنوان مراکز علم، آموزش و نوآوری در روسیه مدرن

وزارت آموزش و پرورش و علوم فدراسیون روسیه

دانشگاه فدرال کازان (منطقه ولگا).

موسسه شیمی به نام. A. M. Butlerova

گروه شیمی معدنی

چکیده با موضوع:

« پلیمرهای کریستال مایع"

کار تکمیل شد

دانش آموز گروه 714

خیکماتووا G.Z.

کار رو چک کردم

ایگناتیوا K.A

کازان-2012.

مقدمه………………………………………………………………………………..3

1. بلورهای مایع……………………………………………………………

1.1. تاریخچه کشف……………………………………………………………………………

1.2. انواع فاز کریستالی…………………………………………………..

1.3.روش های مطالعه کریستال های مایع…………………………………………………………………………………

2. پلیمرهای کریستال مایع…………………………………………………….13

2.1.اصول طراحی مولکولی پلیمرهای LC.............14

2.2. انواع اصلی پلیمرهای کریستال مایع………………….18

2.3.ساختار و ویژگی های خواص پلیمرهای LC..…………………………….20

2.4. زمینه های کاربرد……………………………………………………………………

2.4.1 کنترل میدان الکتریکی - مسیر دستیابی به مواد نوری لایه نازک…………………………………………………

2.4.2. پلیمرهای LC کلستریک - فیلترهای طیفی و پلاریزه کننده های دایره ای……………………………………………………………………………………….

2.4.3. پلیمرهای LC به عنوان محیط فعال نوری کنترل شده برای ثبت اطلاعات………………………………………………………………………………………………………………………………

2.4.4. الیاف با استحکام فوق العاده بالا و پلاستیک های خود تقویت شده……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ادبیات مورد استفاده…………………………………………………………………………………

کاربرد.

معرفی.

دهه 80 در علم پلیمر با تولد و توسعه سریع یک رشته جدید مشخص شد - شیمی و فیزیک پلیمرهای کریستالی مایع. این حوزه که شیمی دانان مصنوعی، فیزیکدانان نظری، شیمی دانان فیزیک کلاسیک، دانشمندان پلیمر و فناوران را متحد می کند، به یک جهت جدید به شدت توسعه یافته است که به سرعت موفقیت عملی را در ایجاد الیاف شیمیایی با مقاومت بالا به ارمغان آورده است و امروزه توجهات را به خود جلب می کند. بینایی شناسان و متخصصان میکروالکترونیک. اما نکته اصلی حتی این نیست، بلکه این واقعیت است که حالت کریستالی مایع در پلیمرها و سیستم های پلیمری، همانطور که مشخص شد، نه تنها بسیار رایج است - صدها کریستال مایع پلیمری امروز توصیف شده است - بلکه نشان دهنده یک ثبات است. حالت فاز تعادل اجسام پلیمری
حتی پارادوکس در این مورد وجود دارد. در سال 1988، از زمانی که گیاه شناس اتریشی F. Reinitzer اولین ماده کریستالی مایع، بنزوات کلستریل را توصیف کرد، جشن صدمین سالگرد آن برگزار شد. در دهه 30 قرن گذشته، فیزیک کریستال های مایع آلی کم مولکولی توسعه یافت و در دهه 60 میلیون ها دستگاه مبتنی بر این کریستال ها قبلاً در جهان کار می کردند. با این حال، در دهه 60 و 70، بیشتر دانشمندان پلیمر نمی توانستند، به عنوان مثال، وجود پلیمرهای کریستالی مایع گرماگرد از نوع کلستریک را تصور کنند، و به طور کلی چنین سیستم هایی به نظر می رسید که نمایندگان عجیب و غریب اجسام ماکرومولکولی غیر معمول باشند. و در واقع، در سال های اخیر نوعی "انفجار" اطلاعات وجود داشته است و امروزه هیچ کس از پلیمرهای کریستالی مایع لیوتروپیک و ترموتروپیک که هر ماه ده ها نفر سنتز می شوند شگفت زده نمی شود.

در این کار، می‌خواستم در مورد زمان و چگونگی کشف حالت کریستالی مایع، ویژگی‌های منحصربه‌فرد کریستال‌های مایع در مقایسه با سایر اجسام، در مورد پلیمرهای کریستالی مایع و دلیل جالب و شگفت‌انگیز بودن آنها صحبت کنم.

کریستال های مایع

بیشتر مواد می توانند تنها در سه حالت تجمع وجود داشته باشند: جامد، مایع و گاز. با تغییر دمای یک ماده می توان آن را به صورت متوالی از حالتی به حالت دیگر منتقل کرد. معمولاً ساختار جامدات را در نظر می گرفتند که شامل کریستال ها و اجسام بی شکل می شد. ویژگی بارز بلورها وجود نظم دوربرد و ناهمسانگردی خواص در آنها است (به جز بلورهایی با مرکز تقارن). در جامدات آمورف فقط نظم کوتاه برد وجود دارد و در نتیجه همسانگرد هستند. ترتیب برد کوتاه در مایع نیز وجود دارد، اما مایع ویسکوزیته بسیار پایینی دارد، یعنی سیالیت دارد.

علاوه بر سه حالت ذکر شده ماده، حالت چهارمی نیز وجود دارد که به آن می گویند کریستال مایع.حد واسط بین جامد و مایع است و همچنین نامیده می شود حالت مزومورفیک. در این حالت می تواند تعداد بسیار زیادی مواد آلی با مولکول های پیچیده میله ای یا دیسکی شکل وجود داشته باشد. در این مورد آنها نامیده می شوند کریستال های مایعیا مزوفاز

در این حالت، این ماده دارای بسیاری از ویژگی های یک کریستال است، به ویژه با ناهمسانگردی خواص مکانیکی، الکتریکی، مغناطیسی و نوری مشخص می شود و در عین حال دارای ویژگی های مایع هستند. مانند مایعات، سیال هستند و شکل ظرفی را می گیرند که در آن قرار می گیرند.

بر اساس خواص کلی آنها، LCها را می توان به دو گروه بزرگ تقسیم کرد. کریستال های مایعی که با تغییرات دما تشکیل می شوند نامیده می شوند ترموتروپیکبلورهای مایعی که با تغییر غلظت در محلول ها ظاهر می شوند نامیده می شوند لیوتروپیک.

1.1. کریستال های مایع در سال 1888 کشف شدند. پروفسور اتریشی گیاه شناسی F. Reinitzer در حین مطالعه روی ماده جدیدی که سنتز کرد، کلستریل بنزوات، استری از کلسترول و اسید بنزوئیک را مطالعه می کرد.

او کشف کرد که وقتی تا 145 درجه حرارت داده می شود، فاز کریستالی (پودر سفید) به مایع ابری عجیبی تبدیل می شود و هنگامی که بیشتر تا 179 درجه گرم می شود، انتقال به یک مایع شفاف معمولی مشاهده می شود. او سعی کرد این ماده را خالص کند، زیرا مطمئن نبود که کلستریل بنزوات خالص دارد، اما با این وجود این دو انتقال فاز دوباره تولید شد. او نمونه ای از این ماده را برای دوستش فیزیکدان اوتو فون لمان فرستاد. لمن کریستال های معمولی، از جمله کریستال های پلاستیکی را که در لمس نرم هستند و با کریستال های سخت معمولی متفاوت هستند، مطالعه کرد. روش اصلی مطالعه، میکروسکوپ نوری پلاریزه بود - میکروسکوپی که در آن نور از یک پلاریزه کننده عبور می کند، از یک ماده عبور می کند و سپس از طریق یک آنالایزر - از طریق یک لایه نازک از ماده. هنگامی که کریستال های یک ماده خاص بین پلاریزه کننده و آنالایزر قرار می گیرند، می توانید بافت ها - تصاویر مشخصه برای مواد کریستالی مختلف - را ببینید و بنابراین خواص نوری کریستال ها را مطالعه کنید. معلوم شد که اتو فون لمان به او کمک کرد تا بفهمد دلیل حالت میانی یعنی توهم چیست. اتو فون لمان به طور جدی متقاعد شده بود که تمام خواص مواد کریستالی، کریستال ها، تنها به شکل مولکول ها بستگی دارد، یعنی مهم نیست که چگونه در این کریستال قرار می گیرند، شکل مولکول ها مهم است. و در مورد کریستال های مایع، حق با او بود - شکل مولکول ها توانایی تشکیل فاز کریستالی مایع (عمدتا شکل مولکول ها) را تعیین می کند. در سال 1888، راینیتزر نوشت که کریستال هایی وجود دارند که نرمی آنها به حدی است که می توان آنها را مایع نامید، سپس Lehmann مقاله ای در مورد کریستال های روان نوشت، در واقع او این اصطلاح را ابداع کرد. کریستال های مایع. مشخص شد که کریستال های مایع بسیار زیاد هستند و نقش مهمی در فرآیندهای بیولوژیکی دارند. به عنوان مثال، آنها بخشی از مغز، بافت ماهیچه ای، اعصاب و غشاها هستند. اصطلاح "کریستال های مایع" بر اساس استفاده مشترک از دو کلمه متضاد به معنای خاص - "مایع" و "بلور" به خوبی ریشه دوانده است ، اگرچه اصطلاح "مزوفازی" که توسط فیزیکدان فرانسوی J. فریدل سی سال پس از کشف F. Reinitzer، که از کلمه یونانی "mesos" (واسطه) گرفته شده است، ظاهراً صحیح تر است. این مواد یک فاز میانی بین کریستالی و مایع را نشان می دهند؛ آنها در حین ذوب فاز جامد به وجود می آیند و در یک محدوده دمایی مشخص وجود دارند تا زمانی که پس از حرارت دادن بیشتر، به یک مایع معمولی تبدیل می شوند. یک قسمت مهم تاریخی: در دهه 30-20، فیزیکدان شوروی فردریک تأثیر میدان های مغناطیسی و الکتریکی مختلف را بر روی خواص نوری کریستال های مایع مطالعه کرد و یک چیز مهم را کشف کرد: جهت گیری مولکول ها در کریستال های مایع به راحتی تغییر می کند. نفوذ میدان های خارجی و این میدان ها بسیار ضعیف است و خیلی سریع تغییر می کند. از اواخر دهه 60، رونقی در مطالعه سیستم های کریستال مایع و فازهای کریستال مایع آغاز شد و با این واقعیت همراه است که آنها یاد گرفتند از آنها استفاده کنند. ابتدا برای سیستم های نمایش اطلاعات در ساعت های دیجیتال الکترونیکی معمولی، سپس در ماشین حساب ها و با ظهور فناوری رایانه، مشخص شد که کریستال های مایع می توانند به طور فعال برای ساخت نمایشگر استفاده شوند. طبیعتاً چنین جهشی فناوری باعث تحریک مطالعه کریستال های مایع از دیدگاه علوم بنیادی شد، اما باید توجه داشت که فاصله زمانی بین اکتشافات علمی مربوط به بلورهای مایع چقدر است. در واقع، مردم از روی کنجکاوی به آنها علاقه مند بودند، هیچ علاقه ای سودمند وجود نداشت، هیچ کس نمی دانست چگونه از آنها استفاده کند، و علاوه بر این، در آن سال ها (دهه 20-30) نظریه نسبیت بسیار جالب تر بود. به هر حال، فردریک محبوب کننده نظریه نسبیت در اتحاد جماهیر شوروی بود، سپس سرکوب شد و در اردوگاه ها درگذشت. در واقع 80 سال پس از کشف کریستال های مایع گذشت تا اینکه آنها یاد گرفتند که از آنها استفاده کنند.

1.2. در فرآیند مطالعه کریستال های مایع، دلایل فیزیکی حالت چهارم ماده مشخص شد. اصلی ترین شکل غیر کروی مولکول ها است. مولکول های موجود در این مواد در یک جهت یا به شکل دیسک کشیده می شوند. چنین مولکول هایی یا در امتداد یک خط خاص یا در یک صفحه انتخاب شده قرار دارند. سه نوع اصلی فاز کریستالی شناخته شده است: نماتیک(از کلمه یونانی "nema" - نخ) اسمتیک(از کلمه یونانی "smegma" - صابون) کلستریک

در کریستال‌های مایع نماتیک، مراکز جرم مولکول‌ها قرار دارند و مانند مایع به‌طور آشفته حرکت می‌کنند و محورهای مولکول‌ها موازی هستند. بنابراین، نظم دوربرد فقط با توجه به جهت گیری مولکول ها وجود دارد. در واقع، مولکول های نماتیک نه تنها حرکات انتقالی، بلکه ارتعاشات جهتی را نیز انجام می دهند. بنابراین، هیچ موازی دقیقی از مولکول وجود ندارد، اما یک جهت گیری متوسط ​​غالب وجود دارد (شکل 7.19) دامنه ارتعاشات جهت گیری به دما بستگی دارد. با افزایش دما، انحرافات بیشتری از موازی بودن جهت گیری رخ می دهد و در نقطه انتقال فاز جهت گیری مولکول ها آشفته می شود. در این حالت کریستال مایع به مایع معمولی تبدیل می شود.

بیشترین علاقه برای کاربردهای عملی، موادی هستند که در مزوفاز نماتیک در دمای اتاق وجود دارند. در حال حاضر با تهیه مخلوطی از مواد مختلف، نماتیک ها در منطقه از 20- تا 80+ درجه و حتی در محدوده دمایی وسیع تری به دست می آیند.

برای مشخص کردن ترتیب جهت گیری در کریستال های مایع، معمولاً دو پارامتر معرفی می شود: دستور گرایش مدیر و مدرک، پارامتر سفارش نیز نامیده می شود. کارگردان یک بردار واحد I است که جهت آن با جهت جهت گیری متوسط ​​محورهای بلند مولکول ها منطبق است. در کریستال های مایع نماتیک، کارگردان با جهت محور نوری منطبق است. بردار I از نظر پدیدارشناسی نظم دوربرد در آرایش مولکول ها را مشخص می کند. این فقط جهت جهت گیری مولکولی را تعیین می کند، اما هیچ اطلاعاتی در مورد کامل بودن ترتیب مزوفاز ارائه نمی دهد. معیار نظم جهت گیری دوربرد است پارامتر سفارش S،به صورت زیر تعریف می شود:S=1/2(3² θ -1) (*)، که در آن θ - زاویه بین محور یک مولکول منفرد و کارگردان کریستال مایع. میانگین گیری در (*) در کل مجموعه مولکول ها انجام می شود. مقدار S=1 مربوط به نظم جهت گیری کامل، یعنی یک کریستال مایع ایده آل است، و S=0 به معنای اختلال جهت گیری کامل است و مربوط به نماتیکی است که به مایع همسانگرد تبدیل شده است.

کریستال های مایع کلستریکنام آنها از کلسترول گرفته شده است زیرا در بیشتر موارد آنها استرهای کلسترول هستند. در عین حال، علاوه بر استرهای کلسترول، تعدادی مواد دیگر نیز مزوفاز کلستریک را تشکیل می دهند. مولکول‌های تمام ترکیباتی که کلستریک را تشکیل می‌دهند حاوی یک اتم کربن نامتقارن هستند که با چهار پیوند کووالانسی به اتم‌ها یا گروه‌های مختلف اتم پیوند خورده است. چنین مولکولی را نمی توان با برهم نهی ساده با خود ترکیب کرد، درست مانند دست چپ و راست. آنها نامیده می شوند کایرالمولکول ها (از عبری باستان "وارث" - دست).

بلورهای مایع کلستریک که از مولکول‌های کایرال تشکیل شده‌اند، از نظر ساختار شبیه به نماتیک‌ها هستند، اما یک تفاوت اساسی دارند. این در این واقعیت نهفته است که بر خلاف یک نماتیک، جهت گیری یکنواخت مولکول ها در یک کلستریک از نظر انرژی نامطلوب است. مولکول های کلستریک کایرال را می توان به موازات یکدیگر در یک تک لایه نازک مرتب کرد، اما در لایه مجاور مولکول ها باید با زاویه خاصی بچرخند. انرژی چنین حالتی کمتر از یک جهت گیری یکنواخت خواهد بود. در هر لایه بعدی، کارگردان I، که در صفحه لایه قرار دارد، دوباره با یک زاویه کوچک می چرخد. بنابراین، یک نظم مارپیچی از مولکول ها در یک کریستال مایع کلستریک ایجاد می شود (شکل 7.20). این مارپیچ ها می توانند چپ یا راست باشند. زاویه α بین بردارهای I لایه های همسایه معمولاً صدم یک دور کامل است، یعنی. α≈1®. در این مورد، گام مارپیچ کلستریک آرچندین هزار آنگستروم است و با طول موج نور در قسمت مرئی طیف قابل مقایسه است. کریستال های مایع نماتیک را می توان به عنوان یک مورد خاص از کریستال های مایع کلستریک با گام مارپیچی بی نهایت بزرگ (P→∞) در نظر گرفت. ترتیب مارپیچی مولکول ها را می توان توسط میدان الکتریکی یا مغناطیسی اعمال شده عمود بر محور مارپیچ از بین برد.

کریستال های مایع اسمکتیک نسبت به کریستال های نماتیک و کلستریک نظم بیشتری دارند. آنها مانند کریستال های دو بعدی هستند. علاوه بر ترتیب جهتی مولکول ها، مشابه ترتیب در نماتیک ها، ترتیب جزئی مراکز جرم مولکول ها نیز وجود دارد. در این حالت، کارگردان هر لایه دیگر مانند کلستری ها در صفحه لایه قرار نمی گیرد، بلکه زاویه خاصی را با آن تشکیل می دهد.

بسته به ماهیت ترتیب مولکول ها در لایه ها، کریستال های مایع اسمکتیک به دو گروه تقسیم می شوند: smectics با غیر ساختاریو smectics با لایه های ساختاری.

که در کریستال های مایع اسمکتیک با لایه های غیر ساختاریمراکز جرم مولکول ها در لایه ها مانند یک مایع به طور آشفته قرار دارند. مولکول ها می توانند کاملا آزادانه در امتداد لایه حرکت کنند، اما مرکز جرم آنها در یک صفحه است. این صفحات که اسمکتیک نامیده می شوند، در فاصله یکسانی از یکدیگر، تقریباً برابر با طول مولکول قرار دارند. در شکل شکل 7.21a چینش مولکول ها را در چنین smectic نشان می دهد. برای کریستال مایع اسمکتیک که در شکل نشان داده شده است، جهت I و n نرمال نسبت به صفحه در جهت منطبق هستند. به عبارت دیگر، محورهای بلند مولکول ها بر لایه های اسمکتیک عمود هستند. چنین کریستال های مایعی اسمکتیک A نامیده می شوند. در شکل. شکل 7.21b یک اسمکتیک با لایه های غیرساختاری را نشان می دهد که در آن کارگردان در امتداد نرمال به لایه هدایت نمی شود، بلکه یک زاویه مشخص با آن تشکیل می دهد.کریستال های مایع با این آرایش مولکول ها اسمکتیک C نامیده می شوند. کریستال‌های مایع اسمکتیک، ترتیب پیچیده‌تری نسبت به اسمکتیک‌های A و C دارند. نمونه‌ای از آن اسمکتیک F است که جزئیات ترتیب‌بندی آن هنوز به طور کامل مطالعه نشده است.

که در smectics با لایه های ساختاریما در حال حاضر با ترتیب آماری سه بعدی سروکار داریم. در اینجا مراکز جرم مولکول ها نیز در لایه های اسمکتیک قرار دارند، اما یک شبکه دو بعدی را تشکیل می دهند. با این حال، بر خلاف مواد کریستالی، لایه ها می توانند آزادانه نسبت به یکدیگر بلغزند (همانطور که در سایر اسمکتیک ها!). به دلیل این لغزش آزاد لایه‌ها، تمام اسمکتیک‌ها حسی شبیه صابون در لمس دارند. از این رو نام آنها (کلمه یونانی "smegma" به معنی صابون است.) در تعدادی از اسمکتیک ها، ترتیب مراکز جرم مولکول ها مانند Smectics B وجود دارد، اما زاویه بین کارگردان I و n معمولی به لایه ها غیر صفر است. در این مورد، یک نظم مونوکلینیک شبه هگزاگونال تشکیل می شود. این گونه اسمکتیک ها H smectics نامیده می شوند.همچنین D smectic وجود دارد که نزدیک به یک ساختار مکعبی با یک شبکه بدنه محور هستند. در میان کریستال های مایع تازه سنتز شده، مواردی وجود دارد که نمی توان آنها را به عنوان نماتیک، کلستریک و اسمکتیک طبقه بندی کرد. آنها معمولاً مزوفازهای عجیب و غریب نامیده می شوند. به عنوان مثال، اینها شامل بلورهای مایع دیسکی شکل یا دیسکوتیک هستند که به شدت در حال مطالعه هستند.

1.3. میکروسکوپ پلاریزاسیون اولین روش برای مطالعه کریستال های مایع است، یعنی با توجه به تصویری که توسط محقق در میکروسکوپ پلاریزه کننده پلاریزرهای متقاطع مشاهده می شود، می توان قضاوت کرد که چه نوع مزوفاز، چه نوع فاز کریستالی مایع تشکیل شده است. این تصویر مشخصه برای فاز نماتیکی است که مولکول های آن فقط یک نظم جهتی را تشکیل می دهند. این همان چیزی است که مرحله اسمکتیک به نظر می رسد. برای اینکه به شما ایده ای از مقیاس همه اینها بدهم، یعنی بسیار بزرگتر از مقیاس مولکولی است: عرض تصویر صدها میکرون است، یعنی یک تصویر ماکروسکوپی است، بسیار بزرگتر از طول موج از نور مرئی و با تجزیه و تحلیل چنین تصاویری می توان قضاوت کرد که چه نوع ساختاری وجود دارد. به طور طبیعی، روش‌های دقیق‌تری برای تعیین ساختار و برخی ویژگی‌های ساختاری این مزوفازها وجود دارد - روش‌هایی مانند آنالیز پراش اشعه ایکس، انواع مختلف طیف‌سنجی - این به ما امکان می‌دهد بفهمیم که چگونه و چرا مولکول‌ها به یک روش بسته‌بندی شده‌اند. .

مزوفاز کلستریک به این شکل است - یکی از تصاویر معمولی.

هنگامی که دما تغییر می کند، تغییری در شکست مشاهده می شود، بنابراین رنگ ها تغییر می کنند، ما به مرحله گذار نزدیک می شویم - و گذار به یک مذاب همسانگرد مشاهده می شود، یعنی همه چیز تاریک شده است، یک تصویر تاریک در قطبش های متقاطع قابل مشاهده است.

پلیمرهای کریستال مایع

پلیمرهای کریستالی مایع (LC) ترکیباتی با مولکولی بالا هستند که می توانند تحت شرایط خاصی (دما، فشار، غلظت در محلول) به حالت LC تبدیل شوند. حالت LC پلیمرها یک حالت فاز تعادلی است که یک موقعیت میانی بین حالت های آمورف و کریستالی را اشغال می کند، بنابراین اغلب به آن مزومورف یا مزوفاز نیز می گویند (از یونانی mesos - متوسط). ویژگی های مشخصه مزوفاز وجود نظم جهت گیری در آرایش ماکرومولکول ها (یا قطعات آنها) و ناهمسانگردی خواص فیزیکی در غیاب تأثیرات خارجی است. بسیار مهم است که تاکید شود که فاز LC به طور خود به خود تشکیل می شود، در حالی که نظم جهت گیری در پلیمر را می توان به راحتی با کشش نمونه به دلیل ناهمسانی قطر (عدم تقارن) بالای درشت مولکول ها القا کرد.

اگر پلیمرها در نتیجه عمل حرارتی (گرمایش یا سرمایش) به حالت LC یا مزوفاز برسند، به آنها پلیمرهای LC ترموتروپیک می گویند و اگر فاز LC زمانی تشکیل شود که پلیمرها در حلال های خاصی حل شوند، به آنها پلیمرهای LC لیوتروپیک می گویند.

اولین دانشمندانی که امکان تشکیل مزوفاز را توسط پلیمرها پیش بینی کردند V.A. کارگین و پی فلوری.

سخنرانی 4/1

موضوع. حالات فیزیکی پلیمرها پلیمرهای کریستالی، آمورف و مایع کریستالی.

تمیز دادن سنگدانه و فازحالات پلیمرها

پلیمرها وجود دارد در دو حالت تجمع: سختو مایعحالت سوم تجمع - گازی - برای پلیمرها به دلیل نیروهای بسیار بالای برهمکنش بین مولکولی ناشی از اندازه بزرگ ماکرومولکول ها وجود ندارد.

که در سختپلیمرها در حالت تجمع خود با چگالی بسته بندی بالای مولکول ها، وجود شکل و حجم خاصی در اجسام و توانایی حفظ آنها مشخص می شوند. حالت جامد در صورتی تحقق می یابد که انرژی برهمکنش بین مولکولی از انرژی حرکت حرارتی مولکول ها بیشتر شود.

که در مایعدر حالت تجمع، چگالی بسته بندی بالایی از ماکرومولکول ها حفظ می شود. با یک حجم خاص، یک شکل مشخص مشخص می شود. با این حال، در این حالت پلیمر مقاومت کمی در برابر حفظ این شکل دارد. از همین رو

پلیمر شکل ظرف را می گیرد.

آنها در دو حالت تجمع وجود دارند ترموپلاستیک پلیمرهایی که می توانند ذوب شوند. اینها شامل بسیاری از پلیمرهای خطی و شاخه ای - پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی آمیدها، پلی تترا فلوئورواتیلن و غیره است.

مش پلیمرها و همچنین پلیمرهای خطی و شاخه ای که با حرارت دادن ساختار شبکه ای به دست می آورند، فقط در حالت جامد.

بسته به درجه نظم در آرایش ماکرومولکول ها، پلیمرها را می توان در سه دسته یافت. حالت های فازی: کریستالی, کریستال مایعو بی شکل

کریستالیشرایط مشخص می شود نظم دوربرد در چینش ذرات ، یعنی به ترتیب صدها و هزاران بار بزرگتر از اندازه خود ذرات.

کریستال مایعحالت واسط بین کریستالی و آمورف.

بی شکلحالت فاز مشخص می شود سفارش بستن در جایگاه ذرات ، یعنی ترتیب مشاهده شده در فواصل قابل مقایسه با اندازه ذرات.

حالت کریستالی پلیمرها

حالت کریستالی پلیمرها با این واقعیت مشخص می شود که واحدهای درشت مولکول ساختارهایی با ترتیب دوربرد سه بعدی تشکیل می دهند. اندازه این ساختارها از چند میکرون تجاوز نمی کند. آنها معمولا نامیده می شوند کریستالیت ها . برخلاف مواد کم مولکولی، پلیمرها هرگز به طور کامل متبلور نمی شوند، همراه با کریستالیت ها، نواحی آمورف (با ساختار نامنظم) در آنها حفظ می شود. بنابراین پلیمرهایی که در حالت کریستالی هستند نامیده می شوند آمورف - کریستالی یا تا حدی کریستالی محتوای حجمی نواحی کریستالی در یک نمونه نامیده می شود درجه بلورینگی . با روش های مختلف حساس به ساختار، کمیت می شود. رایج ترین آنها عبارتند از: اندازه گیری چگالی، روش پراش اشعه ایکس، طیف سنجی IR، NMR. برای اکثر پلیمرها، درجه بلورینگی بین 20 تا 80 درصد بسته به ساختار ماکرومولکول ها و شرایط تبلور متغیر است.

مورفولوژی بلورها و نوع تجمع آنها مشخص می شود روش کریستالیزاسیون . بنابراین، در طول تبلور آهسته از محلول های رقیقدر حلال های کم مولکولی (غلظت 0.01٪)، کریستالیت ها صفحات منفرد و منظم هستند. لاملاها ) که با تا کردن ماکرومولکول "روی خود" تشکیل می شوند (شکل 1).

عکس. 1. طرح ساختار یک کریستال لایه ای از ماکرومولکول های تا شده

svarka-اطلاعات/com

ضخامت لاملاها معمولاً 10-15 نانومتر است و با طول چین تعیین می شود و طول و عرض آنها می تواند در محدوده وسیعی متفاوت باشد. در این حالت، محور ماکرومولکول عمود بر صفحه صفحه است و حلقه هایی روی سطح صفحه تشکیل می شود (شکل 2). به دلیل وجود مناطقی که در آن حلقه‌های ماکرومولکول‌های تاشو جمع‌آوری شده‌اند، نظم بلوری کاملی وجود ندارد. درجه بلورینگی حتی برای تک بلورهای پلیمری منفرد همیشه کمتر از 100٪ است (برای مثال برای پلی اتیلن 80-90٪). مورفولوژی تک بلورهای پلیمری منعکس کننده تقارن شبکه های کریستالی آنها است و ضخامت به شدت به دمای تبلور بستگی دارد و می تواند چندین بار تغییر کند.

برنج. 2. چین خوردگی های ماکرومولکول ها در بلورهای پلی اتیلن svarka-اطلاعات/com

شکل منحط کریستال های لایه ای هستند کریستال های فیبریلار (فیبریل ها)، که با نسبت طول به ضخامت زیاد مشخص می شوند (شکل 3). آنها تحت شرایطی توسعه می یابند که به نفع رشد ترجیحی یکی از چهره ها است، برای مثال، نرخ بالای تبخیر حلال. ضخامت فیبریل ها معمولاً 20-10 نانومتر است و طول آن به میکرون های زیادی می رسد.

برنج. 3. ب - میکروفیبریل؛ ج - فیبریل. الگوی پراش الکترون روبشی.. www. ntmdt. ru

صفحات کریستالی ساده ترین شکل تبلور از محلول را نشان می دهند. افزایش سرعت تبلور یا افزایش غلظت محلول منجر به ظهور ساختارهای پیچیده تر می شود: تشکیلات مارپیچی "دوقلوها" (دو صفحه متصل در امتداد یک صفحه کریستالوگرافی) و همچنین اشکال مختلف دندریتیک از جمله یک تعداد زیادی بشقاب، تراس های مارپیچ، "دوقلوها" و دیگران. با افزایش بیشتر تمرکز، اسفرولیت ها . اسفرولیت ها همچنین در طی تبلور پلیمرها از مذاب ها تشکیل می شوند. این رایج ترین و رایج ترین شکل تشکیلات کریستالی در پلیمرها است.

که در اسفرولیت ها لاملاها به صورت شعاعی از مراکز مشترک جدا می شوند (شکل 4). مطالعات میکروسکوپ الکترونی نشان می دهد که فیبریل اسفرولیت ها از لایه های زیادی تشکیل شده است که روی هم قرار گرفته اند و در اطراف شعاع کروی پیچ خورده اند. اسفرولیت هایی با قطر چند میکرون تا چند سانتی متر مشاهده می شود.اسفرولیت های سه بعدی در نمونه های بلوکی و دوبعدی و مسطح در لایه های نازک ظاهر می شوند. فرض بر این است که در بلورهای نمونه های بلوک، بخشی از ماکرومولکول دارای یک ترکیب چین خورده است و قسمت دیگر از کریستالیت به کریستالیت عبور می کند و آنها را به یکدیگر متصل می کند. این زنجیره های "گذر" و نواحی چین خورده، بخش بی شکل کروی ها را تشکیل می دهند.

برنج. 4. اسفرولیت های حلقه ای از پلی اتیلن سبکات

همان پلیمر، بسته به شرایط تبلور، می تواند تشکیل شود اسفرولیت ها انواع مختلف ( شعاعی، حلقوی ) (شکل 5). در درجات پایین ابرسرد شدن معمولاً اسفرولیت های حلقه ای و در درجات بالا اسفرولیت های شعاعی تشکیل می شوند. به عنوان مثال، اسفرولیت های پلی پروپیلن دارای خواص نوری متفاوت و حتی نقاط ذوب متفاوتی بسته به تغییر کریستالی که در آن پلیمر متبلور می شود، دارند. به نوبه خود، اسفرولیت های پلی پروپیلن با سلول مونوکلینیک می توانند مثبت یا منفی باشند. اگر انکسار دوگانه آن بزرگتر از صفر باشد، کروی مثبت نامیده می شود. اگر کمتر از صفر باشد، اسفرولیت منفی است.

شکل 5. انواع اسفرولیت ها: a - شعاعی، b - حلقه.

تبلور مذاب در دمای نزدیک به نقطه ذوب (فراسرد نه بیشتر از 1 درجه سانتیگراد) بسیار آهسته اتفاق می افتد و منجر به تشکیل کامل ترین ساختارهای بلوری می شود که از زنجیره های صاف ساخته شده اند. مکانیسم کریستالیزاسیون با زنجیرهای صاف به ندرت در عمل تحقق می یابد. برای انجام این کار، همزمان با خنک شدن مذاب، لازم است تنش های زیادی اعمال شود.

بیشتر پلیمرها به شکل کروی متبلور می شوند. با این حال، در برخی موارد، تنها گروه هایی از کریستال های لایه ای در یک پلیمر بلوکی یافت می شوند. سازندهای ساختاری حدواسط بین تک بلورها و اسفرولیت ها نیز یافت شد. اغلب این ساختارها وجهی و بزرگ هستند - تا ده ها میکرون. هنوز مشخص نشده است که آیا تعداد معینی از ساختارهای میانی وجود دارد یا اینکه اشکال مورفولوژیکی مختلف به طور پیوسته به یکدیگر تبدیل می شوند.

حالت آمورف پلیمرها

بی شکلپلیمرها ساختار کریستالی ندارند این حالت پلیمرها با موارد زیر مشخص می شود:

فقدان نظم دوربرد سه بعدی در آرایش ماکرومولکول ها،

· نظم کوتاه برد در آرایش واحدها یا بخش های درشت مولکول ها که با دور شدن از یکدیگر به سرعت ناپدید می شوند.

به نظر می‌رسد مولکول‌های پلیمر «انبوه‌هایی» را تشکیل می‌دهند که عمر آن‌ها به دلیل ویسکوزیته بسیار زیاد پلیمرها و اندازه بزرگ مولکول‌ها بسیار طولانی است. بنابراین، در برخی موارد، چنین دسته‌هایی عملاً بدون تغییر باقی می‌مانند. که در بی شکل نیز در وضعیت خوبی هستند محلول های پلیمری و ژله های پلیمری .

پلیمرهای آمورف تک فاز هستند و از مولکول های زنجیره ای جمع آوری شده در بسته ها ساخته می شوند. بسته ها عناصر ساختاری هستند و قابلیت حرکت نسبت به عناصر همسایه را دارند. برخی از پلیمرهای آمورف را می توان از آنها ساخت گلبولگلوبول ها از یک یا چند ماکرومولکول تشکیل شده اند که به صورت ذرات کروی در می آیند (شکل 6). امکان تا کردن ماکرومولکول ها به یک توپ با انعطاف پذیری بالای آنها و غلبه نیروهای برهمکنش درون مولکولی بر نیروهای برهمکنش بین مولکولی تعیین می شود.

شکل 6. شکل کروی هموگلوبین حاوی چهار مولکول کمپلکس آهن

www. کروگوست. ru

پلیمرهای آمورف بسته به دما می توانند در سه حالت باشند که ماهیت حرکت حرارتی متفاوت است: شیشه ای، بسیار الاستیکو چسبناک. مرحله ای که پلیمر در آن قرار دارد با تغییر در ساختار آن و نیروهای چسبندگی بین ماکرومولکول های پلیمرهای خطی تعیین می شود.

در دمای پایین پلیمرهای آمورف در آن یافت می شوند شیشه ایوضعیت. بخش های مولکولی تحرک ندارند و پلیمر مانند یک جامد معمولی در حالت آمورف رفتار می کند. در این حالت مواد شکننده . انتقال از حالت بسیار الاستیک به حالت شیشه ای با کاهش دما نامیده می شود انتقال شیشه ای ، و دمای چنین انتقالی است دمای انتقال شیشه ای .

بسیار الاستیکوضعیتی که مشخصه آن توانایی پلیمر برای کشش و انقباض آسان است، رخ می دهد در دمای نسبتاً بالا زمانی که انرژی حرکت حرارتی برای ایجاد حرکت بخش‌هایی از مولکول کافی باشد، اما هنوز برای به حرکت درآوردن مولکول به عنوان یک کل کافی نیست. در حالت بسیار الاستیک، پلیمرها، تحت تنش های مکانیکی نسبتاً کوچک، بسیار تغییر شکل الاستیک بزرگ . به عنوان مثال، لاستیک ها می توانند تقریبا 10 برابر کشش دهند.

که در چسبناکحالت، نه تنها بخش ها، بلکه کل ماکرومولکول نیز می تواند حرکت کند. پلیمرها توانایی جریان را به دست می آورند، اما برخلاف مایعات معمولی، جریان آنها همیشه با ایجاد تغییر شکل بسیار الاستیک همراه است. مواد در این حالت، تحت تأثیر نیروهای کوچک، به نمایش گذاشته می شوند غیر قابل برگشت تغییر شکل پلاستیک ، که می تواند برای پردازش تکنولوژیکی آن استفاده شود.

با ساختار خطی درشت مولکول ها، پلیمرها در حالت آمورف، اجسامی کشسان- چسبناک هستند و هنگامی که ساختار فضایی قوی تشکیل می شود، اجسام ویسکوالاستیک هستند.

هر گونه تأثیر خارجی که بر تحرک ذرات در اجسام آمورف تأثیر می گذارد (تغییر دما، فشار) بر خواص فیزیکی (ویژگی های دی الکتریک ماده، نفوذپذیری گاز) تأثیر می گذارد.

حالت کریستالی مایع پلیمرها

کریستال های مایع مواد غیرعادی هستند. آنها خواص ذاتی مایعات و جامدات را که در نام منعکس شده است ترکیب می کنند. آنها از مایعات سیالیت گرفتند، یعنی توانایی گرفتن شکل ظرفی که در آن ریخته می شوند. از اجسام کریستالی جامد - ناهمسانگردی خواص . مورد دوم با ساختار کریستال های مایع توضیح داده می شود - مولکول های موجود در آنها نه به طور هرج و مرج، بلکه به شیوه ای منظم مرتب شده اند. با این حال، نه به اندازه بلورهای جامد

همه ترکیبات به حالت کریستالی مایع منتقل نمی‌شوند، بلکه فقط آنهایی که مولکول‌هایشان قابل توجه است آنیزومتری (شکل چوب یا دیسک). بسته به بسته بندی مولکول ها، آنها متمایز می شوند سه نوع سازهکریستال های مایع - اسمتیک , نماتیک و کلستریک .

اسمکتیک،شاید نزدیک ترین به کریستال های معمولی. مولکول های موجود در آنها در لایه ها بسته بندی شده اند و مرکز جرم آنها ثابت است (شکل 7). که در نماتیک هابرعکس، مراکز جرم مولکول ها به طور آشفته قرار دارند، اما محورهای مولکول های آنها، معمولاً میله ای شکل، با یکدیگر موازی هستند (شکل 8). در این مورد گفته می شود که آنها با نظم جهت گیری مشخص می شوند.

پیچیده ترین ساختار سومین نوع کریستال مایع است کلستریکبرای تشکیل کلستریک ها به مولکول های به اصطلاح کایرال نیاز است که با تصویر آینه ای آنها ناسازگار است.

برنج. 7. نمایش شماتیک یک کریستال مایع در فاز اسمکتیک

http://dic. علمی. ru/

https://pandia.ru/text/80/219/images/image009_79.jpg" alt="شکل 1. تصویر چرخش 180 درجه کارگردان را در فاز کلستریک نشان می دهد. فاصله مربوطه برابر است با نیم چرخه، p /2." width="178" height="146">!}

شکل 9. تصویر شماتیک از کریستال مایع کلستریک

دیسک علمی. ru

گروه های عاملی دیگر را می توان به چنین زنجیره پلیمری معرفی کرد، به عنوان مثال، فتوکرومیک گروه های کنترل شده با نور، یا الکتریکی گروه هایی که تحت تأثیر میدان الکتریکی قرار گرفته اند.

کریستال های مایع خود مایعات چسبناکی هستند که فقط در محدوده دمایی باریکی قرار دارند. بنابراین آنها فقط در این محدوده دمایی خواص ویژه خود را دارند. پلیمرهای کریستالی مایع، بر خلاف کریستال‌های مایع، ساختار و خواص فاز کریستالی مایع را هنگام سرد شدن حفظ می‌کنند. یعنی می توان یک ساختار حساس کریستالی مایع را در یک جامد بدون از دست دادن مثلاً خواص نوری منحصر به فرد آن ثابت کرد.

کلستریک ها به راحتی به دما واکنش نشان می دهند. برخی از آنها با تغییر دما بسیار سریع تغییر رنگ می دهند - می توانید از آنها برای ایجاد منحصر به فرد استفاده کنید تصویرگرهای حرارتی ، یا نشانگرهای دما به عنوان مثال، با تابش سطح چنین ماده ای با لیزر، می توان توزیع شدت پرتو آن را مطالعه کرد. از پوشش های ساخته شده از پلیمرهای کلستریک می توان برای آزمایش هواپیما در تونل باد استفاده کرد، زیرا توزیع دما به وضوح نشان می دهد که در کدام مکان ها تلاطم بیشتری وجود دارد و در کدام مکان ها جریان هوای آرام در اطراف هواپیما وجود دارد.

یکی از جالب‌ترین نمونه‌های استفاده از کلستریک‌های پلیمری، تهیه آن است فیلم های کنترل شده با نور . اگر یک مونومر با یک گروه فتوکرومیک به زنجیره پلیمری وارد شود که شکل آن هنگام قرار گرفتن در معرض نور با طول موج مشخص تغییر می کند، می توان گام مارپیچ در ساختار کلستریک را تغییر داد. به عبارت دیگر با تابش نور به ماده ای می توان رنگ آن را تغییر داد. این ویژگی ماده به دست آمده را می توان برای ثبت و ذخیره اطلاعات رنگ، در هولوگرافی و تکنولوژی نمایش .

با این حال، گام مارپیچ را می توان نه تنها با اعمال نور و تغییرات دما (مانند تصویرگرهای حرارتی)، بلکه با تأثیر میدان های الکتریکی و مغناطیسی تغییر داد. برای این کار لازم است الکترواکتیو یا مغناطیسی فعال گروه ها. قرار گرفتن در معرض میدان الکتریکی یا مغناطیسی منجر به جهت گیری مولکول های کریستال مایع و اعوجاج و سپس باز شدن کامل مارپیچ کلستریک می شود.

مطالعه پلیمرهای کریستالی مایع، که بسیار جوان‌تر از بلورهای مایع با مولکولی پایین هستند، بسیاری از جنبه‌های ناشناخته رفتار فیزیکوشیمیایی آنها را آشکار خواهد کرد.