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什么是液晶?

科普小知识2021-11-02 13:49:30
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液晶是一种高分子材料。由于其特殊的物理、化学和光学性质,自20世纪中叶以来,液晶在轻薄显示技术中得到广泛应用。人们熟悉气体、液体和固体的物质状态(也称为相),而不熟悉的是等离子体和液晶。只有当液晶相具有特殊的分子组合形状时,才能产生液晶相。它们可以流动并具有晶体光学性质。液晶的定义现在被扩大到包括在一定温度范围内可以呈现液晶相和在较低温度下正常结晶的物质。液晶的组成是一种有机化合物,即以碳为中心的化合物。同时含有两种物质的液晶通过分子间的作用力结合在一起。它们特殊的光学性质对电磁场很敏感,具有很大的实用价值。1888年,澳大利亚科学家伦纳特合成了一种具有两个熔点的奇怪有机化合物。当它的固体晶体被加热到145℃时,它会融化成一种液体,这种液体只有混浊,而所有的纯物质在融化时都是透明的。如果继续加热到175℃,它似乎会再次融化,变成一种透明的液体。后来,德国物理学家莱曼把混浊的液体称为“中间带”晶体。它就像一头既不像马也不像驴的骡子,所以有人称它为有机骡子。自从液晶被发现以来,人们不知道它的用途。直到1968年,人们才把它用作电子工业的材料。液晶显示材料最常见的用途是电子表和计算器的显示板。他们为什么显示数字?最初,这种液体光电显示材料利用液晶的电光效应将电信号转换成可视信号,如字符和图像。在正常情况下,液晶具有非常有序的分子排列,看起来是透明的。一旦施加直流电场,分子排列就会被破坏,一些液晶变得不透明和颜色变暗,从而显示数字和图像。液晶的电光效应是指它的干涉、散射、衍射、旋转、吸收以及其他受电场调制的光学现象。某些有机化合物和高分子聚合物在一定温度或浓度的溶液中既具有液体流动性又具有晶体各向异性,这就是液晶。光电效应受温度条件控制的液晶称为热致液晶。溶致液晶由浓度条件控制。用于显示的液晶通常是低分子热致液晶。根据液晶的颜色变化,人们用它来指示温度和报警有毒气体。例如,液晶可以随着温度的变化从红色变成绿色和蓝色。这可以指示实验中的温度。当暴露在氯化氢和氢氰酸等有毒气体中时,液晶会变色。在化工厂,人们把液晶薄膜挂在墙上。一旦有微量有毒气体逸出,液晶就会变色,提醒人们检查和泄漏。液晶有很多种,通常根据液晶分子的中心桥键和环的特征来分类。目前,已经合成了10000多种液晶材料,其中有成千上万种常用的液晶显示材料,主要是联苯液晶、苯基环己烷液晶和酯类液晶。液晶显示材料具有明显的优点:驱动电压低、功耗小、可靠性高、显示信息量大、彩色显示、无闪烁、对人体无害、生产过程自动化、成本低、可制成各种规格和类型的液晶显示器、便于携带等。因为这些优势。由液晶材料制成的电脑终端和电视可以大大减小体积等。液晶显示技术对显示和成像产品的结构产生了深远的影响,推动了微电子技术和光电信息技术的发展。