Lankide:Ainara Uriarte
Kristal likidoak, likido zein solidoen ezaugarriak partekatzen dituzten gai kimikoak dira. Egoera likidoan, molekulak kokapen finkorik gabe, era desordenatuan higitzeko ahalmenda dute. Eta egoera solidoan berriz, finkoak dira, elkarri itsatsita daude nolabaiteko patroia edo ordena jarraituz. Kristal likidoetan, bi egoeren arteko bereizgarriak partekatzen dituzte molekulek, egitura kristalinoaren antzeko ordena mantentzen dute, higitu edo lekualdatzeko ahalmena galdu barik.
Kristal likidoen fase mota ugari dago, bakoitzak ezaugarri optiko desberdinak izanik (hala nola, ehundurak). Ehunduretako eremu ezberdinak, kristal likidoaren molekulak norabide desberdinetan orientatuta dauden domeinuei dagozkie.
Historia
[aldatu | aldatu iturburu kodea]
Kristal likidoen aurkikuntza Friedrich Reinitzer botaniko austriarrari esleitu zaio. 1888an helburu industriala zuen ikerketa batean murgilduta zegoen eta kolesteril bentzoatoa berotzean likido bilakatu baino lehen, fluido arre bihurtzen zela antzeman zuen. Horren ondorioz, substantzia horrek bi urtze-puntu dituelaren frogapena eta materiaren egoera berri baten aurkikuntza egotzi zaizkio.[1]
Ordutik eta 80ko hamarkada arte, hainbat ikerketa egin ziren substantzia hauen izaera eta erabilgarritasuna aztertu nahian. Eta nahiz eta hasiera batean, tenperatura adierazle gisa, modan eta kosmetikan erabiliak izan, ez zen lortu kristal likidoen baliozko aplikazio teknikorik. Hori dela eta, gai honenganako komunitate zientifikoaren interesa izugarri gainbeheratu zen 1980. urtera arte, Merck konpainiak ViP Display-a garatu zuen arte.
Ordutik aurrera, "Ikusmen independienteko panel" hauetan oinarrituz, eta beraz, kristal likidoetan funtsatuz, Merck konpania teknologia berri asko garatzen jardun da. Bitaretan, Hitachi, Fujitsu eta beste hainbat enpresekin kooperazioak egin ditu enpresaren ikerketa ahalmena handitzeko asmoz.
2003. urtean, Merck konpainiak Etorkizun Zari Alemaniarra irabazi zuen, pantaila lauko telebisten garapena ahalbidetu zuen kristal likidoen ikerketa teknologikoengatik. 2008. urtean 100 urte bete ziren konpainiak kristal likidoak ikertzen hasi zenetik, eta 40 hauek aztertzeko berariazko sail bat sortu zuenetik.[2]
Aurreko menderarte ez zen ezagutu substantzia hauen garrantzia naturan. Izaki bizidunen funtsezko parte dira, DNA-ak kristal likidoaren fase desberdinak eratzen baiditu. [3]
Ezaugarriak eta motak
[aldatu | aldatu iturburu kodea]
Konposatu kimiko hauen ezaugarri nagusia ordenarik gabeko barne egitura dutela da, bere osagaien jariakortasuna ahalbidetzen duena hain zuen. Ausazko estruktura molekular honek aldaketa anitz onartzen ditu eta patroi ezberdinak lortzea errazten du.Patroi hauetatik eratorriak dira ezagutzen diren kristal likido ezberdinak.[3]
Kristal likidoak hainbat irizpide ezberdin eta ez baztertzaileak jarraituz sailkatzen dira. Geometriaren arabera; kalamitiko edo diskotikoetan, eratze eraren arabera; termotropiko edo liotropikoetan eta lotura motaren arabera; molekular edo ionikoetan sailkatzen dira.[4]
Geometriari erreparatuz, alde batetik, hagatxo itxurako molekulaz osatutako substantziak aurkituko ditugu, kristal likido kalamitikoen taldea osatzen dutenak hain zuzen. Eta beste aldetik, disko itxurako molekula planoz osatutakoak daude, kristal likido diskotikoen azpitaldea osatzen dutenak. Azken hauek, egitura ezberdinak sortzeko ahalmena dute diskoak pilatzeko moduaren arabera. Hala ere, kasu gehienetan, bata bestearen gainean pilatzen dira zutabeak osatuz, kristal likido kolumnar izenaz ezagutzen diren substantziak sortuz.[5]
Dena dela, agertze eraren arabera sailkatzen dira nagusiki, kristal likido termotropiko eta liotropikoetan. Oso sailkapen zabala izan arren, lehendabiziko bi azpitalde ezberdinen arteko bereizketa argia egiten da. Ondoren, azpitalde bakoitzaren barnean geometriari eta loturari erreparatuz, gainerako banaketak egiteko eta zehaztasuna mantendu ahal izateko.[4]
Kristal likido termotropikoak
[aldatu | aldatu iturburu kodea]Izendapen honen sorburua, kristal likido egoera erdiesteko, fase aldaketa termiko baten beharraren kontzeptutik dator. Hau da, fase honetara likido baten hozketaren bitartez edo solido baten beroketaren bitartez heldu daiteke.[6] Tenperatura igoera handiegia bada, mugimendu termikoek kristal likidoaren fase ordenamendua suntsitu dezakete, materiala ohiko fase likido batera bultzatuz. Eta temperatura gehiegi jaisten bada, fase ordenamendu solidoegia ergain dezakete, materiala ohiko fase solidora bultzatuz.[7] Kristal likido termotropikoak fase desberdinetan ager daitezke tenperatura aldatu ahala. Fase nematikoa, esmetikoa edo kolesterikoa dira ezagunenak.[8]
Fase nematikoa
[aldatu | aldatu iturburu kodea]
Fase nematikoan, molekulek ardatz nagusi batekiko orientazio berdina dute, nahiz eta ordena berezirik ez eduki.[6] Horrela, molekulak askatasunez jariatzen dira likido batean bezala, irismen luzeko norabide ordena mantentzen dutelarik. Fase nematiko gehienak uniaxialak dira eta ardatz nagusi bakar batean zehar orientatzen dira. Hala ere, badaude biaxialak diren fase batzuk, ardatz nagusi batean orientatzeaz gain, bigarren mailako ardatz batean zehar ere orientatzen direnak. [9]
Fase nematikoek, likido arrunten antzeko joera dute, baina kanpoko eremu magnetiko edo elektriko baten presentzian lerroka daitezke. Behin lerrokatuta, kristal uniaxialen ezaugarri optikopak dituzte eta LCD pantailetan oso erabilkarriak dira. [10]
Fase esmetikoa
[aldatu | aldatu iturburu kodea]Fase esmetikoak, nematikoak baino tenperatura baxuagoetan aurkitzen dira. Fase honetan, molekulek orientazioa partekatzeko joera galtzen dute eta plano edo geruzetan biltzen dira. [6] Molekulen mugimendua plano hauen limiteen barruan mugatuta dago, eta limite hauen barruan likidoen itxura mantentzen dute.
Fase esmetiko ezberdinak daude, guztiak posizio eta orientazio, mota eta gradu desberdinekin.[7]
Fase kolesterikoa
[aldatu | aldatu iturburu kodea]Fase honek kolesterol deribatuak ikertzen aurkitu zelako dauka izendapen hau. Fase honetan, molekulek tortsio bat jasaten dute ardatz nagusiarekiko eta hori dela eta, ezaugarri berezi batzuez hornitzen du substantzia. Adibidez, argi polarizatuak elizearen ardatzean erasotzen duenean, forma zirkularrean isladatzen dute.[6]
Kristal likido liotropikoak
[aldatu | aldatu iturburu kodea]Kristal likido liotropikoak, disolbatzaile baten presentziaren ondorio agertzen dira. Kristal likido hauek osatzen dituzten molekulen barne estruktura, erdia hidrofoboa eta beste erdia hidrofilikoa izan ohi da. Disolbatzailea normalean, ura edo kristal likido egoeran ordenatzen diren mizelak sortzea eragiten duen beste disolbatzaile ez hain polarren bat da. [11]
Erabilera eta aplikazioak
[aldatu | aldatu iturburu kodea]
Gaur egungo substantzia hauen erabilera narbarmenena teknologia arloan, LCD paintailen sorkuntzan topatuko dugu, "Liquid Cristal Display" izenekoetan. Izan ere, ezagutzen ditugun pantailak, kristal likidoen ezaugarri optikoen menpe daude.[10]
Dispositibo arruntetan, kristal likidozko geruza bat egon ohi da, molekulen errenkada berezi eta konkretu bat behartzen duen bi polarizatzaileren artean. Alineazio berezi honek, gardentasuna ematen dio likidoari eremu elektrikoaren absentzian. Eremu elektriko bat aplikatzen zaionean aldiz, boltaia haunditzearekin batera, gardentasuna galtzen du proportsionalki. Modu honetan, eremu elektrikoa pixel-etengailu baten funtzioa betetzeko erabiltzen da, paintaila garden edo opaku bihurtuz. [12]
Kolorezko LCD sistemek, teknika berdina erabiltzen dute kolorezko filtroak aplikatuz, kolore berdea, gorria eta urdina sortzeko.[12]
Hala ere, substantzia hauek dituzten propietaten arabera, aplikazio ezberdinak dituzte. Liotropikoak adibidez, garrantzi handia irabazi dute kosmetika eta garbigarrien industrian.[13]
Medikuntzan
[aldatu | aldatu iturburu kodea]
Kristal likidoen lehen erabileretariko bat, medikuntzan aplikatu zen. Arlo honetan, tenperaturaren arabera kolore ezberdinetako argia isladatzen dituzten kristal likidoak erabiltzen dira, tenperatura aldaketak neurtzeko herreminta analitikoetan ezarriz. Ordutik, osasun zientzian gero eta aplikazio gehiago izan ditu, ginekologian, neurologian, onkologian, pediatrian, etab. tumoreak eta gainazaleko fisurak detektatzeko.[13]
Beste aplikazio batzuk
[aldatu | aldatu iturburu kodea]Substantzia hauetan oinarrituz, argi polarizatuko mikroskopio aurreratuak garatu dira, eta baita ikusmen tresna zehatzagoak, ikerketa kimiko eta eremu naturalen ikerketetan erabiliak. [14] Horretaz gain, material fotoboltaikoetan, material semikonduktoreetan eta segurtasun eta identifikazio materialetan (polimero eroale inprimagarrietan) ere, gero eta erabiliagoak dira kristal likidoak.[15]
Erreferentziak
[aldatu | aldatu iturburu kodea]- ↑ Reinitzer, Friedrich. (1888-12). «Beiträge zur Kenntniss des Cholesterins» Monatshefte für Chemie - Chemical Monthly 9 (1): 421–441. doi:. ISSN 0026-9247. (Noiz kontsultatua: 2020-12-05).
- ↑ (Gaztelaniaz) «¿Qué son los cristales líquidos?» Interempresas (Noiz kontsultatua: 2020-12-01).
- ↑ a b [http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/104/htm/sec_6.htm «III. CRISTALES L�QUIDOS»] bibliotecadigital.ilce.edu.mx (Noiz kontsultatua: 2020-12-01).
- ↑ a b CRISTALES LÍQUIDOS Un nuevo estado de la materia. Departamento de Química-Física Facultad de Quimicas Universidad Complutense 28040 Madrid..
- ↑ «ICMA» www.icma.unizar-csic.es (Noiz kontsultatua: 2020-12-01).
- ↑ a b c d CRISTALES LÍQUIDOS PARTE I: "CRISTALES LÍQUIDOS TERMOTRÓPICOS". Revista de Química Vol. XIII, No 2 Diciembre de 1999, 53-70 or..
- ↑ a b Gennes, Pierre Gilles de.. (1993). The physics of liquid crystals. (2nd ed. argitaraldia) Clarendon Press ISBN 0-19-852024-7. PMC 27266289. (Noiz kontsultatua: 2020-12-05).
- ↑ (Ingelesez) Shao, Y.; Zerda, T. W.. (1998-04). «Phase Transitions of Liquid Crystal PAA in Confined Geometries» The Journal of Physical Chemistry B 102 (18): 3387–3394. doi:. ISSN 1520-6106. (Noiz kontsultatua: 2020-12-05).
- ↑ Madsen, L. A.; Dingemans, T. J.; Nakata, M.; Samulski, E. T.. (2004-04-09). «Thermotropic Biaxial Nematic Liquid Crystals» Physical Review Letters 92 (14) doi:. ISSN 0031-9007. (Noiz kontsultatua: 2020-12-05).
- ↑ a b Castellano, Joseph A.. (2005). Liquid gold : the story of liquid crystal displays and the creation of an industry. World Scientific ISBN 981-256-584-1. PMC 232157254. (Noiz kontsultatua: 2020-12-05).
- ↑ Liang, Qizhen; Liu, Pengtao; Liu, Cheng; Jian, Xigao; Hong, Dingyi; Li, Yang. (2005-07). «Synthesis and properties of lyotropic liquid crystalline copolyamides containing phthalazinone moiety and ether linkages» Polymer 46 (16): 6258–6265. doi:. ISSN 0032-3861. (Noiz kontsultatua: 2020-12-05).
- ↑ a b «Cristales líquidos. El rincón de la Ciencia» rincondelaciencia.educa.madrid.org (Noiz kontsultatua: 2020-12-01).
- ↑ a b «Cristales líquidos | ICMA» sagan.csic.es (Noiz kontsultatua: 2020-12-01).
- ↑ Lin, Yi-Hsin; Wang, Yu-Jen; Reshetnyak, Victor. (2017-07-03). «Liquid crystal lenses with tunable focal length» Liquid Crystals Reviews 5 (2): 111–143. doi:. ISSN 2168-0396. (Noiz kontsultatua: 2020-12-05).
- ↑ LUZZATI, V.; MUSTACCHI, H.; SKOULIOS, A.. (1957-09). «Structure of the Liquid-Crystal Phases of the Soap–water System: Middle Soap and Neat Soap» Nature 180 (4586): 600–601. doi:. ISSN 0028-0836. (Noiz kontsultatua: 2020-12-05).