Tofauti kuu kati ya fuwele za majimaji ya nematiki na cholesteric ni muundo wao. Fuwele za kioevu za nemati hazina muundo uliopangwa wa molekuli, na fuwele za kioevu za smectic zina muundo wa molekuli iliyopangwa, ambapo fuwele za kioevu za cholesteric zina molekuli katika mpangilio uliopinda na wa chiral.
Neno fuwele za kioevu linaweza kufafanuliwa kama awamu ya dutu yenye sifa kati ya vimiminika vya kawaida na fuwele gumu. Kwa mfano, kioo kioevu kinaweza kutiririka kama kioevu, lakini molekuli za kioo kioevu huwa na mwelekeo wa asili kama kioo. Kuna awamu tatu kuu ambazo fuwele za kioevu zinaweza kutokea: fuwele za kioevu za thermotropiki, fuwele za kioevu za lyotropic, na fuwele za kioevu za metallotropic. Kuna aina kadhaa za fuwele za kioevu za thermotropiki pia. Aina hizi ni pamoja na fuwele za nematiki, fuwele za smectic, awamu ya chiral au nemati zilizosokotwa, awamu ya dikotiki, na awamu za mvuto.
Fuwele za Nematic Liquid ni nini?
Fuwele za kioevu nematiki ni mojawapo ya aina za kawaida za fuwele za kioevu. Neno "nematic" linatokana na asili ya Kigiriki ambapo lina maana "uzi." Hii ni kwa sababu neno hili lilitokana na kasoro za kitopolojia zinazoonekana kama nyuzi. Kwa kawaida, kasoro hizi za kitolojia katika nematiki huitwa disclinations. Zaidi ya hayo, nemati huwa na aina ya kasoro inayojulikana kama "hedgehog" kasoro za kijiolojia.
Kwa kawaida, awamu ya nematiki huwa na molekuli za kikaboni za balaa au fimbo ambazo hazina mpangilio maalum. Lakini molekuli hizi huwa na tabia ya kujipanga ili kuwa na mpangilio wa mwelekeo wa masafa marefu kuwa na shoka ndefu ambazo zinakaribiana sambamba. Kwa hiyo, molekuli katika awamu hii ni huru kutiririka, na katikati ya molekuli ya molekuli hizi huwa na kusambaza kwa nasibu, sawa na kioevu. Hata hivyo, molekuli hizi huwa hudumisha mpangilio wa mwelekeo wa masafa marefu sawa na awamu thabiti.
Kwa kiasi kikubwa, awamu za nematic ni uniaxial. Hii inamaanisha kuwa molekuli hizi zina mhimili mmoja (unaitwa "directrix") ambao ni mrefu. Huu ndio mhimili unaopendelewa, na shoka zingine mbili ni sawa na kila mmoja, na tunaweza kukadiria kama silinda au vijiti. Zaidi ya hayo, kunaweza kuwa na nematiki za biaxial ambazo sio tu mwelekeo unafanana katika mhimili wao mrefu lakini pia huwa na mwelekeo wa kuelekeza kwenye mhimili wa pili.
Molekuli za awamu ya nemati huonyesha umajimaji ambao ni sawa na umajimaji katika kioevu cha kawaida cha isotropiki. Walakini, tunaweza kusawazisha molekuli katika awamu hii kwa urahisi kupitia utumiaji wa uwanja wa nje wa sumaku au umeme. Wakati molekuli hizi zimeunganishwa katika utaratibu, awamu ya nematic inaonyesha mali ya macho ya fuwele za uniaxial, na kwa hiyo, awamu hizi ni muhimu sana katika maonyesho ya kioo kioevu.
Fuwele za Smectic Liquid ni nini?
Fuwele za kioevu za Smectic ni aina ya fuwele za kioevu ambazo zina tabaka zilizobainishwa vyema za molekuli ambazo zinaweza kuteleza juu ya nyingine. Tabia hii ni sawa na athari za kuteleza zinazotolewa na sabuni. Zaidi ya hayo, fuwele za kioevu za smectic hutokea kwa joto la chini kuliko fuwele za kioevu za nematic. Neno smectic linatokana na neno la Kilatini "smectius" ambalo linamaanisha "kusafisha"; kwa maneno mengine, inamaanisha uwepo wa mali zinazofanana na sabuni. Kwa hivyo, awamu ya smectic imewekwa kwa mpangilio katika mwelekeo mmoja.
Kielelezo 01: Awamu ya Smectic A katika kushoto na awamu ya C ya kulia
Tunaweza kuzingatia awamu mbili tofauti za urembo kama awamu ya A na awamu ya C ya smectic. Awamu ya smectic A ina molekuli zinazoelekezwa pamoja na safu ya kawaida, ambapo smectic C ina molekuli zake zilizoinamishwa mbali nayo. Kwa kuongeza, aina hii ya awamu inaonekana kama kioevu ndani ya tabaka. Hata hivyo, kunaweza kuwa na aina nyingi tofauti za awamu za smectic ambazo ni tofauti kutoka kwa kila mmoja kulingana na aina na kiwango cha mpangilio wa msimamo na wa mwelekeo.
Fuwele za Kioevu Cholesteric ni nini?
Fuwele za kioevu za cholesterol ni aina ya fuwele za kioevu zinazoundwa tu na molekuli za chiral. Aina hii ya awamu inaonyesha uungwana. Mara nyingi, awamu hii tunaita awamu ya chiral au awamu ya nematic iliyopotoka kutokana na uungwana wake. Neno cholesteric linatokana na uchunguzi wake wa kwanza ambapo awamu hii ya suala ilionekana kwa mara ya kwanza katika derivatives ya cholesterol. Tunaweza kuona aina hii ya awamu inayoonyesha msokoto wa molekuli, ambazo ni za mwelekeo kwa mwelekezi ambapo mhimili wa molekuli ni sambamba na mwelekezi.
Kielelezo 02: Awamu ya Cholesteric
Kuna pembe yenye kikomo ya kupinda kati ya molekuli zilizo karibu katika awamu hii kwa sababu ya ufungashaji linganifu wa molekuli. Ufungashaji wa aina hii husababisha mpangilio wa sauti wa masafa marefu. Kwa kawaida, tunafafanua sauti ya kilio au "p" kuhusiana na sifa za fuwele za kioevu za cholesteri ambapo inarejelea umbali ambao molekuli za kioo kioevu hupitia msokoto wa mduara kamili (msokoto wa digrii 360).
Nini Tofauti Kati ya Nematic Smectic na Cholesteric Liquid Crystals?
Nematic, smectic, na cholesteric awamu ni awamu tatu tofauti za mada ambazo huja chini ya fuwele za kioevu za thermotropiki. Tofauti kuu kati ya fuwele za kioevu za nemati na cholesteric ni kwamba fuwele za kioevu nematic hazina muundo wa molekuli, na fuwele za kioevu za smectic zina muundo wa molekuli ya tabaka, ambapo fuwele za kioevu za cholesteric zina molekuli katika mpangilio uliopotoka na wa chiral.
Hapo chini kuna muhtasari wa tofauti kati ya fuwele za kimiminika cha nematiki na kolesteric katika umbo la jedwali.
Muhtasari – Nematic Smectic vs Cholesteric Liquid Crystals
Nematic, smectic, na cholesteric awamu ni awamu tatu tofauti za mada ambazo huja chini ya fuwele za kioevu za thermotropiki. Tofauti kuu kati ya fuwele za kioevu nematiki, smectic, na cholesteric ni kwamba fuwele za kioevu za nemati hazina muundo wa molekuli, na fuwele za kioevu za smectic zina muundo wa molekuli, wakati fuwele za kioevu za cholesteric zina molekuli katika mpangilio uliopinda na wa sauti..
