Жидкие кристаллы

Преимущества

Интересные свойства жидких кристаллов никого не оставляют равнодушным. Эти средства не зря набирают популярность на рынке косметических товаров. Они отлично справляются с самыми распространенными проблемами шевелюры:

1. Отсутствие блеска. Обладательницы темных оттенков волос довольно часто жалуются на их тусклость. Жидкие кристаллы успешно решают эту непростую задачу, утолщая волоски и укрепляя их структуру. Кроме того, регулярное использование способствует устранению ломкости.
2. Секущиеся концы. Частые парикмахерские процедуры, например, завивка, укладка или стрижка, сильно воздействуют на эту зону шевелюры. Избавиться от проблем можно благодаря надлежащему питанию. В данном вопросе поможет масло, входящее в состав жидких кристаллов, отзывы о которых нередко указывают именно на это преимущество.
3. Влияние соленой воды и солнечных лучей. Проблема с волосами, как правило, беспокоит девушек в летний сезон. Именно в это время года шевелюра нуждается в дополнительной защите, в качестве которой можно использовать не только головные уборы, но и укрепляющие средства.

Группы жидких кристаллов и их свойства

Жидкие кристаллы обычно разделяют на две группы:

1. Термотропные – образовываются вследствие разогрева твердого вещества. Способны существовать в условиях определенной температуры и давления. Их разделяют на три типа, в зависимости от расположения молекул:

   1. Смектические – такие ЖК имеют слоистую структуру, слои которой способны перемещаться друг относительно друга. Плотность слоя с приближением к поверхности может меняться. Кроме того, «смектики» обладают относительно высокой вязкостью. Наиболее обширный класс ЖК.
   2. Нематические – не обладают слоистой структурой, а их вытянутые молекулы непрерывно скользят вдоль своих длинных осей, при этом вращаясь вокруг них. Такие ЖК подобны жидкостям. К этому агрегатному состоянию способны прийти только те вещества, молекулы которых имеют форму, при которой они не отличаются от своего зеркального отражения.
   3. Холистерические – образовываются в соединениях различных стероидов, например, холестерина. Во многом схожи с нематическими ЖК, за исключением расположения молекул. Длинные оси молекул холистерических ЖК повернуты друг относительно друга таким образом, что молекулы образуют спирали. Основная особенность такого типа жидких кристаллов – его молекулы сверхчувствительны к любому изменению температуры и в зависимости от нее – меняют свою ориентацию, а значит и саму спираль. Примечательно, что в зависимости от шага спирали холистерических ЖК также меняют свой цвет. В связи с двумя указанными свойствами, такие жидкие кристаллы нашли широкое применение в различных сферах человеческой деятельности.

Три типа термотропных жидких кристаллов

1. Лиотропные – образовываются в смесях, состоящих из стержневидных молекул данного вещества и полярных растворителей (например, воды).

L’Oreal

Удивительный продукт привлекает внимание покупательниц своими достоинствами. Наиболее существенным из них является тот факт, что он поступает в продажу в виде экстраординарного масла «Эльсев»

Формула не относится к разряду жирных, но она достаточно насыщенная, что также считается преимуществом. Кристаллы обеспечивают волосикам надлежащий уход и выполняют защитную функцию, не давая вредному воздействию окружающей среды ухудшить их состояние.

Продукт отличается интересным составом. В него входят следующие масла: розы, лотоса, ромашки, Тиаре, семени льна, нивяника. Такие компоненты гарантируют положительный эффект. Как и большинство продуктов в этом списке, эти кристаллы не способствуют появлению аллергии. Кроме того, найти их можно в любом специализированном магазине по приемлемой стоимости.

Отклики девушек

Начать перечислять отзывы покупательниц стоит с недостатков, так как их число минимально. К ним относится сложность в приобретении. Заключается этот нюанс в том, что отыскать продукт в обычных магазинах удается крайне редко. Для того чтобы приобрести его, придется обращаться к специалистам или же делать заказ в интернете с официального сайта. За исключением этого нюанса недостатков у товара обнаружено не было.

Что касается преимуществ, их здесь немало. В первую очередь дамы говорят об улучшении укладки и отсутствии утяжеляющего эффекта. После нескольких применений девушками была замечена гладкость и здоровый блеск.

Анизотропия физических свойств — основная особенность жидких кристаллов

Поскольку
основным структурным признаком жидких кристаллов
является наличие ориентационного порядка,
обусловленного анизотропной формой молекул, то естественно, что все их свойства
так или иначе определяются степенью ориентаци-ониого
упорядочения. Количественно степень упорядоченности жидкого кристалла
определяется параметром порядка S, введенным В.И. Цветковым в 40-х годах:

S = 0,5 á( 3cos2q – 1)ñ                                                                                  
(2)

где q — угол между осью индивидуальной молекулы жидкого кристалла и преимущественным
направлением всего ансамбля, определяемым директором n (рис.
2) (угловые скобки означают усреднение по всем ориентациям
молекул). Легко понять, что в полностью разупорядоченной
изотропно-жидкой фазе S = 0, а в полностью твердом кристалле S = 1. Параметр порядка жидкого кристалла лежит в пределах
от 0 до 1. Именно существование ориентационного
порядка обусловливает анизотропию всех физических свойств жидких кристаллов.
Так, анизотропная форма молекул каламитиков
определяет появление двойного лучепреломления (Dn) и диэлектрической анизотропии (De), величины
которых могут быть выражены следующим образом:

Dn_|| =  n_|| – n_^иDe_|| = e_|| – e_^                                                                        
(3)

где n_||,
n_^
и e_||, e_^ — показатели преломления и
диэлектрические постоянные соответственно, измеренные при параллельной и
перпендикулярной ориентации длинных осей молекул относительно директора.
Значения Dn для ЖК-соединений обычно весьма
велики и меняются в широких пределах в зависимости
от их химического строения, достигая иногда величины порядка 0,3-0,4. Величина
и знак De зависят от соотношения между
анизотропией поляризуемости молекулы, величиной постоянного дипольного момента m, а также от угла между направлением дипольного момента и длинной
молекулярной осью. Примеры двух ЖК-соединений, характеризующихся положительной и отрицательной
величиной De, приведены ниже:

Нагревание
жидкого кристалла, понижая его ориентационный
порядок, сопровождается монотонным снижением значений Dn и De, так что в точке исчезновения ЖК-фазы при Т_пр
анизотропия свойств полностью исчезает.

В то же время
именно анизотропия всех физических характеристик жидкого кристалла в сочетании
с низкой вязкостью этих соединений и позволяет с высокой легкостью и эффективностью осуществлять
ориентацию (и переориентацию) их молекул под
действием небольших «возмущающих»
факторов (электрические и магнитные поля, механическое напряжение), существенно
изменяя их структуру и свойства. Именно поэтому жидкие кристаллы оказались незаменимыми электрооптически-активными
средами, на основе которых и было создано новое поколение так называемых ЖК-индикаторов.

Как управлять холестерической спиралью

Среди рассмотренных
типов жидких кристаллов, пожалуй, наиболее экзотическими оптическими свойствами
обладают холестерики. Необычайно тонко
организованная спиральная структура холестерических
жидких кристаллов (см. рис. 2, в) чрезвычайно чувствительна
к самым различным внешним воздействиям. Изменяя температуру, давление,
прикладывая электромагнитные поля и механические напряжения, можно существенным
образом менять шагхолестерической спирали, а в
соответствии с уравнением (1) легко менять цвет холестерика. Огромная чувствительность этих
соединений, позволяющая «пробегать» все
цвета спектра в интервале 0,01 -0,001 °С. показывает, какие необыкновенные
возможности открывает использование этих веществ в
качестве высокоэффективных термоиндикаторов.

У большинства
холестериков с ростом температуры шаг спирали
уменьшается, а следовательно, уменьшается и длина
волны селективно отраженного света l_max (рис. 7). Иными словами,
каждой из указанных на рис. 7 температур — Т,
Т₁, Т₂ и Т₃ —  соответствует свой цвет. Таким образом, нанося холестерические
жидкие кристаллы на поверхности различных объектов,
можно получать топографию распределения температуры, что делает их незаменимыми
термоиндикаторами и визуализаторами для различного
рода применений в технике и медицине. Вводя холестерики в полимерные пленки, то
есть получая так называемые капсулирован-ные жидкие
кристаллы, можно создавать весьма удобные в обращении пленочные материалы,
которые можно использовать в качестве термометров, а также для визуализации и «фотографирования» тепловых полей.

Рис. 7 Температурная зависимость длины волны селективного отражения света lmax слоя холестерического жидкого кристалла — холестерилпеларгоната.

В последние
годы разрабатываются смеси холестерических жидких
кристаллов, резко изменяющие цвет (а следовательно, и шаг спирали) под
действием малых, но опасных концентраций вредных паров различных химических
соединений. Такие ЖК-индикаторы могут за очень короткое время (1-2 мин) менять цветовую
окраску при превышении допустимой концентрации вредных паров, выполняя таким образом роль
своеобразных химических датчиков.

Одним из
внешних факторов, с помощью которого можно управлять шагом холестерической спирали, может служить электрическое
или магнитное поле. При приложении поля холестерическая
спираль начинает постепенно раскручиваться, при этом шаг спирали увеличивается,
четко «отслеживая» величину поданного напряжения. А это означает, что
можно непрерывно управлять и цветом холестерического
слоя жидкого кристалла. При некотором так называемом критическом напряжении
поля спираль можно полностью раскрутить, превратив таким образом холестерический жидкий кристалл а нематический (один из видов эффекта Фредерикса). Процесс раскрутки спирали в настоящее время активно исследуется с целью использования в цветных плоских экранах с электронной системой
управления.

История открытия жидких кристаллов

Со времени
открытия жидких кристаллов прошло более 100 лет. Впервые их обнаружил
австрийский ботаник Фридрих Рейнитцер, наблюдая две точки плавления сложного
эфира холестерина — холестерилбензоата (рис.1).

Рис.1

Первое
ЖК-соединение — холестерилбензоат и диаграмма, иллюстрирующая температурную
область существования ЖК-фазы.

При
температуре плавления (T_пл), 145C, кристаллическое
вещество превращалось в мутную, сильно рассеивающую свет жидкость, которая при
179C становилась прозрачной. В отличии от точки плавления
температуру, при которой происходило просветление образца, Рейнитцер назвал
точкой просветления (T_пр). Пораженный этим необычайным явление,
свидетельствующим как будто о двойном плавлении, Рейнитцер отправил свои
препараты немецкому кристаллографу Отто Леману с просьбой помочь разобраться в
странном поведении холестерилбенозоата. Исследуя их при помощи поляризационного
микроскопа, Леман установил, что мутная фаза, наблюдаемая Рейнитцером, является
анизатропной. Поскольку свойства анизотропии присуще твердому кристаллу, а
вещество в мутной фазе было жидким, Леман назвал его жидким кристаллом.

С тех пор
вещества, способные в определенном температурном интервале выше точки плавления
сочетать одновременно свойства жидкостей (текучесть, способность к образованию
капель) и свойства кристаллических тел (анизотропии), стали называться жидкими
кристаллами или жидкокристаллическими. ЖК-вещества часто называют мезоморфными,
а образуемую ими ЖК-фазу — мезофазой (от греч. «мезос» —
промежуточный). Такое состояние является термодинамически стабильным фазовым
состоянием и по праву на ряду с твердым, жидким и газообразным может рассматриваться
как четвертое состояние вещества.

Однако
понимание природы ЖК-состояния веществ установление и исследование их
структурной организации приходит значительно позднее. Серьезное недоверие к
самому факту существования таких необычных соединений в 20 — 30-х годах
сменилось их активным исследованием. Работы Д. Форлендера в Германии во многом
способствовали синтезу новых ЖК-соединений. Достаточно сказать, что под его
руководством было выполнено 85 диссертаций по жидким кристаллам. Французский
ученый Ж. Фридель предложил первую классификацию жидких кристаллов, голландец
С. Озеен и чех Х. Цохер создали теорию упругости, русские ученые В.К. Фредерикс
и В.Н. Цветков в СССР в 30-х годах впервые исследовали поведение жидких
кристаллов в электрических и магнитных полях. Однако то 60-х годов изучение
жидких кристаллов не представляло существенного практического интереса, и все
научные исследования имели достаточно ограниченный, чисто академический
интерес.

Ситуация
резко изменилась в середине 60-х годов, когда в связи с бурным развитием
микроэлектроники и микроминиатюризации приборов потребовались вещества,
способные отражать и передавать информацию, потребляя при этом минимум энергии.
И вот здесь на помощь пришли жидкие кристаллы, двойственный характер которых
(анизотропия свойств и высокая молекулярная подвижность) позволили создать
управляемые внешним электрическим полем быстродействующие и экономичные
ЖК-индикаторы, являющиеся по существу основным элементом многомиллионной
«армии» часов, калькуляторов, плоских экранов телевизоров и т. д.

Жидкокристллический
бум, в свою очередь, стимулировал активную научную деятельность, созывались
международные симпозиумы и конференции по жидким кристаллам, организовывались
школы для молодых ученых, выпускались сборники и монографии.

Что же
представляют собой эти необычные кристаллы и каковы особые свойства, сделавшие
их сегодня практически незаменимыми?

Области применения

Различные свойства и характеристики ЖК позволяют использовать их практически во всех отраслях. Оптические способности активно используются в производстве целой гаммы приборов — от микроскопов до больших экранов мониторов. Природа прохождения лучей через ЖК позволяет управлять ими буквально с любой микросхемы. А малое потребление гарантирует максимальную экономичность. В отличие от плазменных экранов, ЖК-мониторы имеют более сочную картинку и долговечность.

Особенность кристаллов быстро реагировать на малейшее изменение температуры нашла своё практическое применение в медицине. Например, белый свет, проходя через ЖК разлагается в спектр, который будет неоднородным при разных температурах. И по лучам можно определить точную степень изменения температуры тела. Собственно, это же открытие применяется и для контроля за нагревом различных материалов в самых разных отраслях.

Перспективы жидких кристаллов

Несомненно, открытие уникальных новых свойств уже известных материалов позволило осуществить массу открытий в самых разных областях деятельности человека. Даже читая этот краткий доклад, пользователь, скорее всего, делает это с помощью жидких кристаллов, не подозревая об этом.

Несмотря на то что изучен большой пласт физических свойств элементов, учёные продолжают находить им всё новое применение, совершенствуя приборы и технологии. В журналах и газетах, специализирующихся на химии, физике и прочих естественных науках, продолжают публиковаться всё новые и новые достижения в области материалов с двумя агрегатными состояниями.

1.8. Жидкие кристаллы

В ряде случаев дальний порядок
наблюдается и в жидкой фазе. Это так называемое жидкокристаллическое, или мезоморфное,
состояние. Структурные свойства жидких кристаллов являются промежуточными между
свойствами твердого кристалла и жидкости (отсюда и название «мезофаза» — промежуточная фаза). В
твердых кристаллах наблюдается дальний порядок по всем трем направлениям, в
обычных (аморфных) жидкостях дальний порядок полностью отсутствует, а в жидких
кристаллах имеет место одноосный дальний порядок. Это значит, что упорядоченное
расположение молекул в жидких кристаллах наблюдается лишь по одному
направлению, а по двум другим дальнего порядка нет.

Структура, соответствующая жидким
кристаллам, возникает в органических веществах, молекулы которых имеют
нитевидную вытянутую форму или же форму плоских пластин. В таких жидкостях
наблюдаются как области аморфной жидкости, где обнаруживается лишь ближний
порядок в ориентации молекул, так и области жидких кристаллов, где имеет место
одноосный дальний порядок.

Различают два основных типа жидких
кристаллов: «нематический» и «смектический» . В нематических
жидких кристаллах упорядоченность ориентации состоит в том, что в определенном
объеме, соответствующем одному «кристаллическому зерну», продольные оси всех
молекул параллельны (рис. 1.30, а).

Продольные оси всех молекул
расположены вертикально, а какой-либо другой ближний порядок в расположении
молекул отсутствует.

В смектических жидких кристаллах
молекулы расположены слоями (рис. 1.30, б). Растворенное в воде мыло образует
смектические жидкие кристаллы. Молекулы мыла имеют форму палочек (длина –
30−40 Å, в поперечнике – 4 Å) и обладают свойствами
электрического диполя.

Тот конец молекулы, на котором
проявляется отрицательный заряд, тяготеет к молекулам воды. Это и является
причиной упорядоченной ориентации молекул мыла по отношению к воде. Мыльный
раствор (в воде) состоит из большого числа двойных слоев молекул мыла,
разделенных слоем воды (рис. 1.30). Отрицательно заряженный конец молекулы мыла
изображен кружочком. Этими концами молекулы мыла закрепляются на слоях воды, а
продольные оси молекул мыла ориентируются перпендикулярно к поверхности этих
слоев. Внутри слоя молекулы мыла расположены тесно, но в ближнем порядке.
Двойные слои, образующие жидкий смектический кристалл, обладают большой
подвижностью, что в известной мере определяет моющие свойства мыла.

Рис. 1.30. Структура жидких кристаллов: а − нематического; б − смектического , в − мыльного раствора

Жидкие кристаллы существуют в
определенном интервале температур, различном для разных веществ. Для некоторых
веществ область существования жидкокристаллического состояния ограничена
температурным интервалом всего в , но встречаются и такие соединения, для которых
температурный интервал области существования достаточно широк – .

Жидкие кристаллы, которые получаются
в процессе нагревания твердого вещества или в процессе охлаждения изотропной
жидкости, называются термотропными
жидкими кристаллами. Но есть и другой способ получения жидких кристаллов –
растворение твердых кристаллов в определенных растворителях.

Жидкие кристаллы, обладая
упорядоченной ориентацией молекул в одном из направлений, проявляют анизотропию
физических свойств. Она охватывает широкий ряд физических характеристик:
вязкость, поверхностное натяжение, электропроводность, магнитные и
диэлектрические свойства, скорость роста, показатель преломления (двойное
лучепреломление). При всем этом в жидких кристаллах сохраняется свойство
текучести; вязкость вещества в жидкокристаллическом состоянии мало отличается
от его вязкости в аморфножидком состоянии.

Многие вещества в
жидкокристаллическом состоянии обладают весьма ценным качеством: некоторые их
свойства резко изменяются при сравнительно незначительной перемене внешних
условий (температура, длина волны облучающего света, электрическое и магнитное
поле и т. п.).

Свойство резкой зависимости
оптических показателей жидких кристаллов от их ориентации используется в
экранах жидкокристаллических дисплеев. На рис. 1.31 показан внешний вид
монитора персонального компьютера с жидкокристаллическим экраном.

Рис. 1.31. Внешний вид монитора с жидкокристаллическим экраном

Список литературы

1. Блинов Л.М., Пикин С.А. Жидкокристаллическое состояние вещества. — М.: Знания, 1986. — 64 с. — (Новое в жизни, науке, технике. Сир. «Физика»; № 6).
2. Жена П. Физика жидких кристаллов. — Пер. из Англии, под редакцией А.Ф.Сонина. — М.: Мир, 1977 .
3. Пикин С.А., Блинов Л.М. Жидкие кристаллы. — М.: Наука, 1985.
4. Пистяков И.Г. Жидкие кристаллы. — М.: Наука, 1964. — 272 с.
5. Чандрасекар С. Жидкие кристаллы. Пер. с англ. М.: Мир, 1983. 344
6. Каманина Н.В. Электрооптические системы на основе жидких кристаллов и фуллеренов — перспективных материалов наноэлектроники. Свойства и области применения. Учебник. — СПб: СПбГУИТМО, 2005 — 137с.

Применение жидких кристаллов

ЖК-дисплеи

Прежде всего следует отметить не наиболее полезное, но наиболее известное применения ЖК – жидкокристаллические дисплеи. Иногда они называются LCD-дисплеи, что есть сокращением английского «liquid crystal display». В век гаджетов такие дисплеи присутствуют практически в любом электронном устройстве: телевизоры, мониторы компьютеров, цифровые фотоаппараты, навигаторы, калькуляторы, электронные книги, планшеты, телефоны, электронные часы, плееры и др.

Устройство ЖК-дисплеев достаточно сложное, однако в общем виде представляет собой набор стеклянных пластин, между которыми расположены жидкие кристаллы (ЖК-матрица), и множество источников света. Пиксель ЖК-матрицы включает в себя пару прозрачных электродов, которые позволяют менять ориентацию молекул жидкого кристалла, а также пару поляризационных фильтров, которые регулируют степень прозрачности и др.

Структура жидкокристаллического дисплея

Термография

Менее популярное, но более важное применение ЖК – это термография. Термография позволяет получить тепловое изображение объекта, в результате регистрации инфракрасного излучения – тепла

Инфракрасные приборы ночного зрения используются пожарными, в случае задымления помещения, с целью обнаружения пострадавших в пожаре. Также они нашли применение у служб безопасности и военных служб.

Тепловые изображения позволяют обнаруживать места перегрева, нарушения теплоизоляции, или другие аварийные участки при обслуживании линий электропередачи или строительстве.

Применение термографии в обслуживании линий электропередач

Также термография используется при медицинской визуализации, в основном для наблюдения молочных желез. Это позволяет обнаруживать различные онкологические заболевания, вроде рака молочной железы.

Компьютерная термография в медицине

Электронные индикаторы

Электронные индикаторы, создаваемые при помощи жидких кристаллов, реагируют на различные температуры, в результате чего могут проинформировать о сбоях и нарушениях в электронике. К примеру, ЖК в виде пленки наносят на печатные платы и интегральные схемы, а также – транзисторы. Неисправные сегменты электроники легко отличить при наличии такого индикатора.

Помимо этого, ЖК-индикаторы, расположенные на коже пациента, позволяют обнаруживать воспаления и опухоли у человека.

Индикаторы из жидких кристаллов используют и для обнаружения паров различных вредных химических соединений, а также обнаружения ультрафиолетового и гамма-излучения. С применением ЖК разрабатываются детекторы ультразвука и измерители давления.

Алкотестер на основе жидкокристаллического индикатора паров

Помимо прямого применения ЖК в перечисленных выше сферах, следует отметить, что жидкие кристаллы во многом похожи на некоторые клеточные структуры, и иногда присутствуют в них. В силу своих диэлектрических свойств жидкие кристаллы регулируют взаимоотношения внутри клетки, между клетками и тканями, а также между клеткой и окружающей средой. Таким образом, изучение природы и поведения жидких кристаллов может привнести вклад в молекулярную биологию.

Достоинства жидких кристаллов для волос

К числу достоинств жидких кристаллов для волос относятся:

Это средство идеально подходит для ухода за волосами разных типов — волнистых, прямых, толстых, тонких, коротких или длинных.
Полезно применять жидкие кристаллы после процедуры мелирования, окрашивания, а также химической завивки. Дело в том, что эти процедуры приводят к нарушению структуры волос, поэтому требуется их ускоренная регенерация. С этой целью рекомендуется применять именно жидкие кристаллы, так как они способствуют более ускоренному восстановлению начального вида волос.
Волосы смягчаются и разглаживаются, становятся более послушными, благодаря чему облегчается укладка. Появляется возможно расчесать даже очень непослушные волосы. Жидкие кристаллы придают прядям шелковистость и блеск, благодаря чему они приобретают ухоженный и здоровый внешний вид.
Пряди получают надежную защиту от негативного воздействия со стороны факторов окружающей среды. В первую очередь это относится к сильному ветру, морозу и ультрафиолетовым лучам, так как именно они отрицательно сказываются на красоте и здоровье волос.
После использования жидких кристаллов, каждая волосинка покрывается защитной пленкой, благодаря чему сводится к нулю вредное воздействие различных стайлингвых инструментов — к примеру, фена, утюжка или плойки. Проявляются защитные свойства средства и при использовании мусса, пенки либо лака для укладки.
Данное средство эффективно разглаживает волосы, благодаря чему устраняется такая неприятная проблема, как пушистость волос. В результате локоны становятся ухоженными и красивыми, как после посещения салона.
Рекомендуется использовать этот косметический продукт для устранения проблемы посеченных концов. Именно благодаря инновационному составу происходит спаивание секущихся кончиков волос, насыщая их необходимым количеством влаги

В результате пряди становятся послушными и идеально гладкими.
Во время применения жидких кристаллов оказывается экспресс эффект, что очень важно во время укладки волос при точных стрижках — к примеру, стрижка боб.
Используется продукт очень экономично, поэтому одного флакона хватает примерно на полгода, в зависимости от частоты применения и длины волос.
Выпускаются жидкие кристаллы в разных формах, что зависит от использования специальных добавок. К примеру, можно подобрать средство для борьбы с посеченными концами, перхотью, против выпадения волос, в том числе для ухода за жирными и сухими волосами.

Kaaral

Товар от знаменитого производителя не содержит в своем составе силикона, что безумно радует покупательниц. В нем присутствуют протеины шелка, благодаря чему кристаллы разрешается использовать обладательницам окрашенных волосиков. Продукт надежно защищает шевелюру от неблагоприятного воздействия, получаемого в процессе термических процедур, например, укладок. Консистенция средства позволяет ему легко распределяться на ладонях и быстро наноситься на концы волосков.

В основе лежит циклопентасилоксан. Он представляет собой легкое вещество, имеющее сходство с силиконом, но не способное утяжелять локоны. Данный компонент необходим для того, чтобы запаивать секущиеся концы и оказывать защитное воздействие, тем самым не допуская новых повреждений.

Кристаллы можно наносить и на увлажненные, и на полностью высушенные волосики. В первом варианте состав будет защищать локоны от влияния температуры в процессе укладки и сушки. Во втором же случае оно поспособствует сохранению водного баланса, что тоже имеет большую значимость.

Общие сведения

Ж. к. бы­ли от­кры­ты австр. бо­та­ни­ком Ф. Рей­нит­це­ром (1888) и нем. фи­зи­ком О. Ле­ма­ном (1889), но ос­та­ва­лись ма­ло­изу­чен­ны­ми, по­ка не поя­ви­лась пер­спек­ти­ва их при­ме­не­ния в тех­ни­ке. Ж. к. со­сто­ят из мо­ле­кул уд­ли­нён­ной или дис­ко­об­раз­ной фор­мы, взаи­мо­дей­ст­вие ме­ж­ду ко­то­ры­ми стре­мит­ся вы­стро­ить их в оп­ре­де­лён­ном по­ряд­ке (см. Меж­мо­ле­ку­ляр­ное взаи­мо­дей­ст­вие). При вы­со­ких темп-pax те­п­ло­вое дви­же­ние пре­пят­ст­ву­ет это­му и ве­ще­ст­во пред­став­ля­ет со­бой обыч­ную жид­кость. При темп-pax ни­же кри­ти­че­ской в жид­ко­сти по­яв­ля­ет­ся вы­де­лен­ное на­прав­ле­ние, вдоль ко­то­ро­го пре­им. ори­ен­ти­ро­ва­ны длин­ные или ко­рот­кие оси мо­ле­кул. В слу­чае дву­ос­ных Ж. к. упо­ря­до­че­ны ори­ен­та­ции как длин­ных, так и ко­рот­ких осей мо­ле­кул.

Ж. к. де­лят­ся на тер­мо­троп­ные и лио­троп­ные. Тер­мо­троп­ные Ж. к. об­ра­зу­ют­ся при на­гре­ва­нии твёр­дых кри­стал­лов или ох­ла­ж­де­нии изо­троп­ной жид­ко­сти и су­ще­ст­ву­ют в оп­ре­де­лён­ном тем­пе­ра­тур­ном ин­тер­ва­ле. Лио­троп­ные Ж. к. об­ра­зу­ют­ся при рас­тво­ре­нии твёр­дых ор­га­нич. ве­ществ в разл. рас­тво­ри­те­лях, напр. в во­де. И те и дру­гие обыч­но име­ют неск. мо­ди­фи­ка­ций – жид­кок­ри­стал­лич. фаз. Тем­пе­ра­тур­ный ин­тер­вал их су­ще­ст­во­ва­ния за­ви­сит от при­ро­ды ве­ще­ст­ва и мо­жет ле­жать как в об­лас­ти низ­ких (до –60 °C), так и вы­со­ких (до 400 °C) температуp.

Из­вест­но неск. ты­сяч ор­га­нич. со­еди­не­ний, об­ра­зую­щих Ж. к. Мо­ле­ку­лы ти­пич­ных тер­мо­троп­ных Ж. к. N-(4-ме­ток­си­бен­зи­ли­ден)-4-бу­ти­ла­ни­лин (MBBA) и 4-пен­тил-4′ -циа­но­би­фе­нил (5CB) (табл.) по фор­ме по­хо­жи на стерж­ни. На­ли­чие двух или трёх бен­золь­ных ко­лец в мо­ле­ку­ле ти­пич­но для Ж. к. Вме­сто бен­золь­ных ко­лец в мо­ле­ку­лах Ж. к. встре­ча­ют­ся цик­ло­гек­са­но­вые, би­цик­ло­ок­та­но­вые и ге­те­ро­цик­лич. фраг­мен­ты, а так­же про­из­вод­ные хо­ле­сте­ри­на (напр., хо­ле­сте­рил­ми­ри­стат). Стерж­не­об­раз­ные мо­ле­ку­лы об­ра­зу­ют струк­ту­ры, по­ка­зан­ные на рис. 1 и 2. При­мер дис­ко­об­раз­ной мо­ле­ку­лы – за­ме­щён­ный три­фе­ни­лен. Та­кие мо­ле­ку­лы об­ра­зу­ют фа­зы, по­ка­зан­ные на рис. 3.

Некоторые соединения, образующие жидкокристаллические фазы
Соединения	Тип жидких кристаллови температуры фазовыхпереходов в °C(цифры над стрелками)
$\ce{N}$-(4-Метоксибензилидет)-4-бутиланилин	$\ce{Cr \overset{21}\rightarrow N \overset{47}\rightarrow I}$
4-Пентил-4′-цианобифенил	$\ce{Cr \overset{22}\rightarrow N \overset{35}\rightarrow I}$
Холестерилмиристат	$\ce{Cr \overset{71}\rightarrow S \overset{79}\rightarrow Ch \overset{85}\rightarrow I}$
Замещенный трифенилен	$\ce{Cr \overset{80}\rightarrow D \overset{122}\rightarrow I}$
При­ме­ча­ние. $\ce{Cr}$ – твёр­дое кри­стал­ли­чес­кое со­стоя­ние, $\ce{N}$ – не­ма­ти­чес­кая фа­за, $\ce{S}$ – смек­ти­чес­кая фа­за, $\ce{Ch}$ – хо­ле­сте­ри­чес­кая фа­за, $\ce{D}$ – ди­ско­ти­чес­кая фа­за, $\ce{I}$ – изо­троп­ная жид­кость.

Рис. 1. Структура нематической (а), смектической А (б) и смектической С (в) фаз.

К лио­троп­ным Ж. к. от­но­сят­ся вод­ные рас­тво­ры не­ко­то­рых кра­си­те­лей, а так­же сис­те­мы мы­ло – во­да, пред­став­ляю­щие со­бой рас­тво­ры т. н. ам­фи­филь­ных со­еди­не­ний. Мо­ле­ку­лы по­след­них со­сто­ят из двух час­тей – по­ляр­ной го­лов­ки, рас­тво­ри­мой в во­де, и не­рас­тво­ри­мой уг­ле­во­до­род­ной це­поч­ки. Та­кая из­би­ра­тель­ность при­во­дит к воз­ник­но­ве­нию ла­мел­ляр­ных (слои­стых) фаз в вод­ных рас­тво­рах, в ко­то­рых по­ляр­ные го­лов­ки мо­ле­кул об­ра­ще­ны к вод­ным про­слой­кам, а уг­ле­во­до­род­ные це­поч­ки – друг к дру­гу, об­ра­зуя пло­ские би­слои, ци­лин­дри­че­ские или сфе­ри­че­ские струк­ту­ры.

Из­вест­ны так­же жид­кок­ри­стал­ли­че­ские по­ли­ме­ры, в ко­то­рых жид­кок­ри­стал­лич. струк­ту­ра об­ра­зу­ет­ся ли­бо стерж­не­об­раз­ны­ми фраг­мен­та­ми осн. це­пей мо­ле­кул (ли­ней­ные по­ли­ме­ры), ли­бо бо­ко­вы­ми це­пя­ми, при­сое­ди­нён­ны­ми к осн. це­пи гиб­ки­ми свя­зя­ми (греб­не­об­раз­ные по­ли­ме­ры).