Hvad er Nematic Liquid Crystal?
Nematisk flydende krystal er en gennemskinnelig væske, der ændrer polariteten i lysbølger, der passerer gennem den. Ordet "nematisk" kommer fra det græske ord for tråd og beskriver de trådlignende formationer, der kan dannes i flydende krystal. Nematic flydende krystal bruges ofte i LCD-skærme (LCD), såsom dem på digitale ure.
Flydende krystaller er et mellemliggende smeltetrin mellem en fast tilstand og en flydende tilstand. I 1888 opdagede en østrigsk videnskabsmand ved navn Freidrich Reinitzer staten, da han udførte eksperimenter med et stof kaldet cholesterolbenzoat. Reinitzer bemærkede, at stoffet havde to forskellige smeltepunkter. I det første blev det en overskyet væske, og i det andet blev det gennemsigtigt. Reinitzers observationer omfattede koncepterne om, at den uklar eller krystallinsk tilstand ændrede polariteten af lysbølger, der passerer gennem den, et koncept, der er nødvendigt for udviklingen af LCD.
Reinitzer udviklede aldrig praktiske anvendelser af flydende krystalteknologi, og forskning i krystallinske tilstande blev stort set forladt i begyndelsen af det 20. århundrede. I 1969 skabte en videnskabsmand ved navn Hans Keller med succes et stof, der ville krystallisere nematisk ved stuetemperatur. Denne opdagelse førte til evnen til at kommercialisere produktet, og nematiske krystaller blev ekstremt nyttige inden for skærmteknologi.
De tre sager, som de fleste mennesker lærer om i videnskabsklasse, er flydende, gas og fast stof. Flydende krystal er en fjerde tilstand, et sted mellem væsker og faste stoffer, og tillader, at nogle former for stof passerer gennem det. Ligesom flydende stoffer har flydende krystalmolekyler ikke nogen position, men ligesom et fast stof kan molekylerne i flydende krystal have organisatorisk orden, hvilket betyder, at de har en tendens til at pege i retning af en retning over tid. Den nematiske flydende krystal er en højtemperaturfase i krystalliseringsprocessen, hvor molekyler har organisatorisk rækkefølge med lang rækkevidde.
Lysbølger fra naturlige eller kunstige lyskilder vibrerer i mange retninger. Hvis de fleste af vibrationer har en tendens i en bestemt retning, siges lyset at være polariseret. Ved at køre lysbølger gennem nematisk flydende krystal ændres polarisationen, typisk ved at dreje 90 grader. Hvis der tilføjes et elektrisk felt til krystalopløsningen, kan retningen og mængden af polarisering styres af elektricitetsspændingen.
Ved oprettelse af en LCD-skærm bruges to polariserede glasstykker, et med et tyndt filter af nematisk flydende krystal. Derefter hookes glasset til to elektroder, der kan give elektriske ladninger. Ved at køre kontrollerede ladninger gennem glasset vil den nematiske flydende krystal vri og løsne sig, hvilket kun tillader de elektrisk anmodede lysområder at gå igennem. Skærme ved hjælp af snoet nematisk flydende krystal er almindelige træk i moderne teknologi, der bruges i bærbare computere og digitale ure og ure.