Космопорт "Nefelana"

.

Холестерик с большим шагом спирали, капля на подложке. Фото: «Троицкий вариант»

Разумеется, существуют более точные и современные методы исследования ЖК-структуры, например рентгеноструктурный анализ, разного рода спектральные и оптические методы. Тем не менее, именно с поляризационной оптической микроскопии начинается изучение новых ЖК-соединений.

Исследуемое соединение помещают в стеклянную ячейку или плоский капилляр с зазором в несколько микрон. Изменение температур и наблюдение картины в скрещенных поляризаторах позволяют определить типы ЖК-фаз и температуры фазовых переходов. Вид текстуры определяется ее оптическими свойствами (двулучепреломление, дихроизм, оптическая активность) и характером топологических дефектов. Так как для разных фаз все эти свойства отличаются, то это и позволяет сделать выводы о типе ЖК-фазы.

И, наконец, жидкие кристаллы просто очень красивы при наблюдении их в поляризационный микроскоп.

Надо отметить, что часто одна и та же ЖК-фаза выглядит очень по-разному в микроскопе. Это может зависеть от ее физических параметров (например, констант упругости или шага спирали для холестериков), граничных условий (обработки подложек специальными соединениями).

Холестерик с большим шагом спирали в плоском капилляре

Здесь приведены фотографии текстур всего лишь двух типов ЖК-фаз — холестерической и так называемой голубой фазы (сейчас известно несколько десятков типов фаз).

Холестерик с шагом спирали ~300 нм, планарная текстура

Холестерическая фаза характеризуется спиральной надмолекулярной структурой с определенным шагом спирали (см. [1, 2]). Как видно из фотографий, текстура холестериков сильно зависит от шага спирали (шаг спирали может составлять величину от сотен нанометров до десятков микрон).

Голубая фаза

Голубые фазы хиральных жидких кристаллов замечательны своим необычным строением: формирование этих фаз есть результат трехмерного упорядочения дефектов. Эти фазы обычно существуют лишь в очень узком температурном интервале, между холестерической фазой и изотропной. Голубые фазы I и II образуют красивую мозаичную текстуру.

Голубая фаза ЖК-полимера

В 1995 г. мне удалось синтезировать полимерные холестерики, образующие голубую фазу II. Образцы приходилось выдерживать при определенной температуре десятки часов. Однако потом я с удивлением обнаружил, что если образец полимера охладить до комнатной температуры, то текстура остается неизменной. Высокая вязкость полимеров и способность сохранять структуру в особом стеклообразном состоянии позволили сохранять текстуру голубой фазы десятилетиями. Это в принципе невозможно для большинства обычных, низкомолекулярных соединений. А в моем полимере эта текстура сохраняется уже более 15 лет абсолютно без изменений.

Все фотографии сделаны автором на «мыльницу» Canon A520,
присоединенную к поляризационному микроскопу POLAM (ЛОМО).
Диаметр поля зрения — порядка 600 мик

http://elementy.ru/lib/431325?context=42845