En química y física química , una mesofase es un estado de la materia intermedio entre líquido y sólido . La gelatina es un ejemplo común de una estructura parcialmente ordenada en una mesofase. Además, las estructuras biológicas como las bicapas lipídicas de las membranas celulares son ejemplos de mesofases.
Georges Friedel (1922) llamó la atención sobre los "estados mesomórficos de la materia" [1] en su evaluación científica de las observaciones de los llamados cristales líquidos . Convencionalmente, un cristal es sólido y la cristalización convierte el líquido en sólido. El oxímoron del cristal líquido se resuelve a través de la noción de mesofase. Las observaciones notaron un eje óptico que persistía en materiales que se habían derretido y habían comenzado a fluir . El término cristal líquido persiste como coloquialismo , pero el uso del término fue criticado en 1993: In The Physics of Liquid Crystals[2] las mesofases se introducen desde el principio:
- ... ciertos materiales orgánicos no muestran una sola transición de sólido a líquido, sino más bien una cascada de transiciones que involucran nuevas fases. Las propiedades mecánicas y las propiedades de simetría de estas fases son intermedias entre las de un líquido y las de un cristal. Por esta razón, a menudo se les ha llamado cristales líquidos . Un nombre más propio es 'fases mesomórficas' ( mesomórfico : forma intermedia) [2] : página uno
Además, "la clasificación de las mesofases (establecida claramente por primera vez por G. Friedel en 1922) se basa esencialmente en la simetría". [2] : 10
Las moléculas que demuestran mesofase se denominan mesógenos .
En tecnología, las moléculas en las que el eje óptico está sujeto a manipulación durante una mesofase se han convertido en productos comerciales, ya que pueden utilizarse para fabricar dispositivos de visualización , conocidos como pantallas de cristal líquido (LCD). La susceptibilidad del eje óptico, llamado director , a un campo eléctrico o magnético produce el potencial de un interruptor óptico que oscurece la luz o la deja pasar. Los métodos utilizados incluyen la transición de Freedericksz , el efecto de campo nemático retorcido y el efecto de conmutación en el plano . Desde las primeras pantallas de cristal líquido, el público comprador ha adoptado la función de conmutación óptica de baja potencia de mesofase con director.
Considere un sólido que consta de una sola especie molecular y se somete a fusión . En última instancia, se convierte en un estado isotrópico conocido clásicamente como líquido. Las mesofases ocurren antes de esa fecha cuando todavía se mantiene un estado intermedio de orden como en las fases nemática , esméctica y columnar de los cristales líquidos. Por tanto, las mesofases exhiben anisotropía . Los dispositivos LCD funcionan como un interruptor óptico que se apaga y enciende mediante un campo eléctrico aplicado al mesógeno con director. La respuesta del director al campo se expresa con parámetros de viscosidad , como en la teoría de Ericksen-Leslie en mecánica continua desarrollada por Jerald Ericksen y Frank Matthews Leslie . Los dispositivos LCD funcionan solo hasta la temperatura de transición cuando la mesofase cambia a la fase líquida isotrópica en el llamado punto de aclaramiento . [3]
Los fenómenos de mesofase son importantes en muchos campos científicos. Las ramas editoriales de las sociedades profesionales tienen revistas académicas según sea necesario. Por ejemplo, la American Chemical Society tiene tanto Macromoléculas como Langmuir , mientras que la Royal Society of Chemistry tiene Soft Matter , y la American Physical Society tiene Physical Review E , y Elsevier tiene Avances en coloides e interfaces .
Ver también
- Física de la Materia Condensada
- Sol-gel
- Walter Noll
notas y referencias
- ^ Friedel, G. (1922). "Les états mésomorphes de la matière". Annales de Physique (en francés). Ciencias EDP. 9 (18): 273–474. Código bibliográfico : 1922AnPh .... 9..273F . doi : 10.1051 / anphys / 192209180273 . ISSN 0003-4169 .
- ^ a b c P.G. de Gennes & J. Prost (1993) The Physics of Liquid Crystals , 2da edición, Oxford University PressISBN 0-19-852024-7
- ^ Definición del punto de compensación. Goldbook IUPAC. Consultado el 16 de febrero de 2021.
- Sivaramakrishna Chandrasekhar (1992) Liquid Crystals , 2da edición, Cambridge University PressISBN 0-521-41747-3 .
- David Dunmur y Tim Sluckin (2011) Televisores de pantalla plana, ciencia y jabón: una historia de los cristales líquidos , Oxford University PressISBN 978-0-19-954940-5 .
- J. Prost y CE Williams (1999) "Liquid Crystals: Between Order and Disorder", págs. 289-315 en Soft Matter Physics , Mohamed Daoud y Claudine E. Williams, editores, traducido por Stephen N. Lyle de La Just Argile (1995 ), Springer Verlag ISBN 3-540-64852-6 .
enlaces externos
- Organización mundial de materia blanda
- Springer Verlag Partially Ordered Systems ISSN 0941-5114.