What is liquid crystal?
ผลึกเหลว (liquid crystal) คืออะไร
ผลึกเหลวเป็น สสารที่อยู่ในสถานะระหว่าง ของแข็งกับของเหลว โดยจะมีการจัดเรียงตัวของโมเลกุลเป็นระเบียบในบาง ทิศทาง คล้ายกับของแข็ง แต่ขณะเดียวกันสามารถไหลตัวไปได้ในบางทิศทาง คล้ายกับของเหลว ผลึกเหลวแบ่งได้เป็น 2 ประเภท1. ชนิดแรกคือผลึกเหลวชนิดเทอร์โมทรอปิก (thermotropic liquid crystal) เกิดจากการให้ความร้อน โดยแบ่งเป็น 3 แบบ เน มาติก (nematic), เสเมกติก (smectic), และคลอเรสเตอริก (Cholesteric Phase) ดังนี้
1.1 ชนิดเนมาติก (nematic) ที่มีทิศทางของโมเลกุลที่แน่นอน มีแนวโน้มที่จะไปในทิศทางเดียวกัน แต่ไม่มีตำแหน่งที่ แน่นอน โมเลกุลจะอยู่ในแนวเดียวกัน แต่มีอิสระที่จะลอยไป รอบ ๆ
1.2 ชนิดเสเมกติก (smectic) ที่มีทั้งทิศทางและตำแหน่งของโมเลกุลอย่างแน่นอน ผลึกเหลว เฟสส เมกติกเป็นผลึกเหลวที่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าผลึก ผลึกเหลวที่อยู่ในเฟสสเมกติกจะมีความเป็นผลึก และมีรูปแบบของชั้น (layer) มากกว่าผลึกเหลวชนิดเนมาติกทำให้มีความลื่นไหลคล้ายสบู่ผลึกเหลวเฟสสเมกติก แบ่ง ออกเป็น 2 ประเภทหลัก ได้แก่รูปแบบ Smectic A และรูปแบบ Smectic C โดยผลึกเหลวรูปแบบ Smectic A จะมีการจัดเรียงตัวของโมเลกุล ภายในชั้นคล้ายกับผลึกเหลวชนิดเนมาติก แต่จะมีเลเยอร์และไม่มีการทำมุมเอียงกับ director ส่วนผลึกเหลว รูปแบบ Smectic C จะมีการจัดเรียงตัวทำมุมเอียงกับ director
1.3 เฟสคลอเรสเตอริก (Cholesteric phase) ผลึกเหลวเฟสคลอเรสเตอริกเป็นผลึกเหลวที่มีลักษณะเป็นชั้นและมี โครงสร้างเป็นเกลียว (helix) มีชื่อเรียกอีกชื่อหนึ่งคือผลึกเหลวไครอลเนมาติก (chiral nematic liquid crystals) โมเลกุลของผลึกเหลวเฟสคลอเรสเตอริกจะถูกจัดเรียงตัวภายในเลเยอร์
ภาพจาก.https://www.dakenchem.com/smectic-liquid-crystal/
2. ชนิดที่สองคือผลึกเหลวชนิดไลโอทรอปิก (lyotropic liquid crystal) เป็นชนิดที่โมเลกุลของผลึกเหลว ประกอบด้วยส่วนที่มีขั้ว (Polar Hydrophilic Head) และไม่มีขั้ว (Hydrophobic Tail) เป็นเฟสผลึกเหลวที่เกิดขึ้นจากการละลายตัวของโมเลกุลแอมพิฟิลิก (Amphiphilic Molecule) ซึ่งละลายในตัวทำละลาย (Solvent) โดยเงื่อนไขของอุณหภูมิและความเข้มข้นที่เหมาะสมของ โมเลกุลของตัวละลายยกตัวอย่าง ผลึกเหลว เฟสไลโอโทรปิกที่เห็นได้ในชีวิตประจำวันคือการละลายตัวของสบู่ในน้ำ
ภาพจาก.https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_crystal