Barevné hry kapalných krystalů

Kapalný krystal je skupenství hmoty, které má vlastnosti krystalu a současně si zachovává vlastnosti kapaliny. V kapalině se molekuly mohou volně pohybovat, v krystalu je uspořádání molekul či atomů pevně dané. Toto uspořádání ovlivňuje optické vlastnosti, současně jsou kapalné krystaly velmi citlivé na různé vnější podněty, jako je elektrické pole, světlo, teplo nebo magnetické pole.

Snímky Vladimíry Novotné jsou do 6. května 2024 k vidění na výstavě Krása kapalných krystalů v budově Matematicko-fyzikální fakulty UK, Ke Karlovu 3 v Praze 2.

Snímek Vladimíra Novotná

Snímek Vladimíra Novotná

Pro tyto vlastnosti se kapalné krystaly staly základem mnoha aplikací. Mezi nejrozšířenější průmyslové využití patří LCD obrazovky a displeje, v nichž se využívá velké elektro-optické odezvy. Dále se kapalné krystaly používají v různých měřicích a detekčních zařízeních, světelných filtrech, laserech a holografii.

Ve Fyzikálním ústavu AV ČR se kapalné krystaly studují od roku 1980. Od té doby se podařilo připravit a prostudovat stovky nových typů molekul se zaměřením na nové struktury a fáze. Některé z nově připravovaných látek mohou například obsahovat fotocitlivé skupiny, které při ozáření světlem určité vlnové délky mění svůj tvar. Díky tomu se změní uspořádání molekul, a tím i fyzikální vlastnosti celého systému. V poslední době se kapalné krystaly pro svoji schopnost uspořádání staly základem pro směsi s nanočásticemi. Například magnetické nanočástice mohou vytvářet kapalinu, která bude citlivě reagovat na magnetické pole.

Snímek Vladimíra Novotná

Kapalné krystaly při pozorování v polarizovaném světle optického mikroskopu vytvářejí krásné barevné textury. Ty vznikají, když při chlazení začne kapalná fáze přecházet do některé z kapalně-krystalických fází, například nematické. Objevují se také různé typy defektů a uspořádání je závislé na povrchu vzorku, teplotě a vlastnostech studované látky. 

Snímek Vladimíra Novotná

Snímek Vladimíra Novotná

Snímek Vladimíra Novotná