Co je Nematic Liquid Crystal?
Nematic tekutý krystal je průsvitná kapalina, která mění polaritu světelných vln procházet skrz to. Slovo „nematic“ pochází z řeckého slova pro vlákno a popisuje nitě podobné útvary, které se mohou tvořit v tekutých krystalech. Nematické tekuté krystaly se často používají na obrazovkách s tekutými krystaly (LCD), jako jsou například digitální hodinky.
Kapalné krystaly jsou přechodným stupněm tání mezi pevným a kapalným stavem. V roce 1888 rakouský vědec jménem Freidrich Reinitzer objevil stát, když prováděl experimenty s látkou zvanou cholesterol benzoát. Reinitzer si všiml, že látka má dva odlišné body tání. V první se stala zakalenou tekutinou a ve druhé se stala průhlednou. Reinitzerova pozorování zahrnovala koncepty, že zakalený nebo krystalický stav změnil polaritu světelných vln procházejících skrz něj, což je koncept nezbytný pro rozvoj LCD.
Reinitzer nikdy nevyvinul praktické aplikace technologie tekutých krystalů a výzkum krystalických stavů byl z velké části opuštěn na počátku 20. století. V roce 1969 vědec jménem Hans Keller úspěšně vytvořil látku, která by nematicky krystalizovala při pokojové teplotě. Tento objev vedl ke schopnosti komercializovat produkt a nematické krystaly se staly velmi užitečnými v technologii obrazovky.
Tři stavy hmoty, o kterých se většina lidí dozví ve vědecké třídě, jsou kapalina, plyn a pevná látka. Tekutý krystal je čtvrtý stav, někde mezi tekutinami a pevnými látkami, a umožňuje jím projít některými formami hmoty. Podobně jako tekuté látky ani molekuly tekutých krystalů nemají žádné polohové uspořádání, ale jako pevná látka mohou mít molekuly v tekutých krystalech organizační pořádek, což znamená, že v průběhu času směřují k jednomu směru. Nematický tekutý krystal je vysokoteplotní fáze krystalizačního procesu, kde molekuly mají organizační pořádek na dlouhou vzdálenost.
Světelné vlny z přírodních nebo umělých světelných zdrojů vibrují mnoha směry. Pokud má většina vibrací tendenci ve specifickém směru, říká se, že světlo je polarizované. Pohybem světelných vln přes nematické tekuté krystaly se změní polarizace, obvykle otočením o 90 stupňů. Pokud je do krystalového roztoku přidáno elektrické pole, může být směr a množství polarizace řízeno napětím elektřiny.
Při vytváření obrazovky LCD se používají dva polarizované kousky skla, jeden s tenkým filtrem nematických tekutých krystalů. Sklo je pak připojeno ke dvěma elektrodám, které mohou poskytovat elektrické náboje. Protržením řízených nábojů přes sklo se nematické tekuté krystaly krouží a rozmotávají, což umožňuje procházet pouze elektricky požadované oblasti světla. Obrazovky používající zkroucené nematické tekuté krystaly jsou běžnými rysy moderní technologie, používané v notebookech a digitálních hodinách a hodinkách.