Rezultatele cercetării sunt prezentate într-un comunicat de presă al Institutului de Fizică Nucleară al Academiei Poloneze de Științe, trimis către PAP.

Pe de o parte, „neted”, organizat și organizat, pe de altă parte, curgător și care acționează ca mierea sau apa – aceasta este natura duală a cristalelor lichide. Datorită acestor proprietăți unice, acest material și-a găsit deja multe aplicații. Sunt utilizate cel mai frecvent în afișajele cu cristale lichide (LCD). Cu toate acestea, atunci când proiectați noi afișaje, materialele care dobândesc anumite proprietăți în condiții diferite sunt utile.

Astfel se numesc materiale formatoare de sticlă sau materiale care formează așa-numitele faze chirale smectice (mulțumită celor din urmă, este posibil să se creeze dispozitive cu timp de comutare scurt, contrast ridicat și un colorimetru larg). Astfel, este foarte important să se familiarizeze cu diferitele cristale lichide și să se studieze temeinic procesele de cristalizare pe exemple foarte diferite.

„Pentru a determina dacă un anumit cristal lichid este potrivit pentru anumite aplicații, cercetările fundamentale trebuie efectuate folosind metode experimentale complementare, datorită cărora să poată fi cunoscute proprietățile fizice și chimice, structura și dinamica compusului” – explică dr. ing. Anna Drzewicz (IFJ PAN) și Dr. Małgorzata Jasiurkowska-Delaporte (tot de la IFJ PAN) adaugă: „…verificați și dacă se cristalizează sau dacă este capabil să formeze o stare sticloasă”.

Cristalizarea este un proces complex care implică nuclearea (formarea nucleelor) și creșterea cristalelor. Fenomenul de cristalizare este de obicei asociat cu procesul care are loc în timpul răcirii unei anumite substanțe. Cu toate acestea, dacă materialul de testat este răcit suficient de repede, are șansa de vitrificare. Viteza vitezei de răcire presupusă depinde de viteza de nucleare, care este o caracteristică individuală a materialului.

Starea vitroasă este asociată cu încetinirea (sau chiar înghețarea) mișcărilor aleatorii. „Poate fi asociat cu jocul „statuilor” (în funcție de regiune, jocul are un alt nume). Oamenii se mișcă liber în direcții diferite. Sub motto-ul „statuilor” ar trebui să rămână în ultima poziție adoptată, spune Dr. Drezevic.

Cristalul lichid 3F5HPhH7, care face obiectul cercetării, a fost obținut la Institutul de Chimie Militară de la Universitatea de Tehnologie din Varșovia. Oamenii de știință de la IFJ PAN au descoperit că creează multe dintre așa-numitele faze smectice chirale (SmC*, SmCA* și SmXA*). Răcirea lentă a probei a condus la cristalizarea acesteia, iar în timpul răcirii rapide a arătat o tendință mai mare de a vitrifica faza SmXA*, mai degrabă decât de a trece la forma cristalină. În plus, ca urmare a încălzirii probei (după răcirea ei rapidă) apare fenomenul așa-numitei cristalizări la rece, adică cristalizarea care are loc în timpul încălzirii stării termodinamice turbulente vitrificate anterior.

Proprietățile detaliate ale cristalului lichid 3F5HPh7 pot fi găsite într-o lucrare publicată în prestigioasa jurnală Physicochemical „chimie fizică fizică chimică„.

În următorul pas, oamenii de știință de la IFJ PAN au decis să analizeze mai atent cele două procese de cristalizare a compusului 3F5HPhH7. „Am vrut să investigăm cinetica de cristalizare care are loc în timpul răcirii și încălzirii compusului și să stabilim dacă suntem capabili să controlăm sau să modificăm aceste procese prin viteza de schimbare a temperaturii” – spune dr. Jaciurkoska Delaporte.

Rezultatele au fost publicate recent în jurnal.CrystEngComm„, aruncă o lumină nouă asupra mecanismelor proceselor de cristalizare pentru compusul 3F5HPhH7. Rezultatele obţinute au arătat că procesul de cristalizare care are loc în timpul răcirii probei este controlat prin nucleare şi are loc prin creşterea cristalului tridimensional.

Cu toate acestea, analiza cineticii cristalizării la rece a dat rezultate surprinzătoare. În condiții non-izoterme, mecanismul acestui proces depinde de viteza de încălzire a probei. Când temperatura crește încet, procesul de cristalizare la rece depinde în principal de difuzia mișcării moleculare, iar în condiții de încălzire rapidă – de nucleare.

În cazul testării cristalizării la rece în condiții izoterme, atunci când proba este încălzită rapid (la temperatura de cristalizare la rece), acest proces devine un proces în două etape, iar fiecare etapă diferă prin dimensiunile cristalelor rezultate. Încălzirea lentă a compusului schimbă natura cristalizării la rece de la un proces în două etape la un proces într-o etapă.

„Exemplul compusului 3F5HPhH7 arată cât de divers este procesul de cristalizare și cât de dependent de rata schimbării temperaturii. Subiectul propus de noi se potrivește bine cu provocările actuale ale fizicii fazelor condensate, în special materia moale „- confirmă dr. Jacirkowska- Delaport.

PAP – Știința în Polonia

l/acru/