На главную страницу журнала | На первую страницу сайта |
В.В.Апанасенко,
кандидат химических наук
Редкий объект научного исследования может доставить ученому столько эстетического наслаждения, сколько это делают жидкие кристаллы. Наблюдая их в поляризованном свете под микроскопом, можно увидеть и цветущие луга, и звездное небо, и изысканные абстрактные узоры.
Жидкий кристалл - это как бы промежуточное состояние вещества между твердым кристаллм и аморфной жидкостью: в расположении образующих его молекул есть дальний порядок, но этот порядок проявляется лишь в правильной ориентации молекул относительно друг друга. Для существования жидких кристаллов необходимо, чтобы молекулы были длинными и узкими.
Переход вещества в жидкокристаллическое состояние можно вызвать изменением температуры. Тогда получаются так называемые термотропные жидкие кристаллы. Если же кристаллы образуются в многокомпонентной системе в результате взаимодействия молекул растворенного вещества с растворителем, то их называют лиотропными. Текстуры именно лиотропных жидких кристаллов - на основе алкилфенолятов щелочных металлов показаны на фотографиях.
Текстура в системе: п-трет-октилфенол - СsOH -вода - октан |
Такие жикие кристаллы синтезировать доволтно
просто. Возьмите навеску 0,4 - 0,8 г алкилфенола,
например, п-трет-бутилфенола, насыпьте его в
пробирку и добавьте расчетное количество
концентрированного растора щелочи (9-12 моль/л)
(КОН или NаОН).
Внимание! Фенолы и щелочь раздражают кожу
и обжигают слизистую оболочку, поэтому работайте
в перчатках и особенно берегите глаза
Текстура в системе: |
|
Молярное соотношение между фенолом и щелочью должно быть близким к стехиометрическому, то есть составлять примерно 0,6-1,5 моль щелочи на 1 моль фенола. Смесь тщательно перемешайте стеклянной палочкой, затем по каплям добавляйте воду, не переставая перемешивать. Периодически отбирайте из пробирки пробы с помощбю стеклянной палочки. Поместите каплю смеси на предметное стекло, накройте покровным стеклышком, слегка прижмите его - и препарат готов. Теперь его можно ставить в микроскоп со скрещенными поляроидами. Картинка будет изменяться, если вращать столик микроскопа. Меняя количество добавленной воды, а также соотношение фенола и щелочи в смеси, получите разнообразные текстуры. Фенол можно добавлять и в виде одно-двухмолярного раствора в органическом растворителе, например, октане или толуоле. При выдерживании препарата в течение нескольких часов или суток жидкие кристаллы деградируют и текстуры постепенно меняют свой вид.
Кристаллы неизвестного
состава, |
Вместо фенола подойдет жирная кислота, например, каприловая. Карбоновые кислоты менее опасы, их легче достать, а жидкие кристаллы их щелочных солей весьма красивы. Техника приготовления препаратов такая же.
Автор признателен проф.МИТХТ В.А.Молочко и А.М.Резнику за помощь в работе по идентификации и исследованию жидких кристаллов.