Vloeibare kristallen - Bijzonder beeld
Bastienne Wentzel

1 april 2014, Chemische Feitelijkheden

We gebruiken ze dagelijks, laptops, smartphones, digitale horloges en rekenmachines met een liquid christal display (lcd). Die beeldschermen kunnen niet zonder vloeibaar kristal, een bijzondere stoffase die een Oostenrijkse botanicus per toeval ontdekte.

Het materiaal gedraagt zich als een vloeistof, maar verstrooit ook licht. En net als kristallen is het beĆÆnvloedbaar door elektrische velden. Dat betekent dat de moleculen, in tegenstelling tot in een normale vloeistof, enigszins geordend zijn zoals in een kristal. De moleculen in het vloeibare kristal hebben een stijf middenstuk, een staaf bijvoorbeeld, voorzien van flexibele zijarmen. De staven ordenen zich op allerlei manieren, in laagjes, kolommen of zelfs wenteltrappen. De ordening geeft bijzondere eigenschappen die ook nog eens afhangen van de richting waarin je door het materiaal kijkt. Zo is de breking van licht anders van voor naar achter dan van links naar rechts. Dit verschil in brekingsindex zorgt onder meer voor de karakteristieke plaatjes vergelijkbaar met die van zeepbellen. De werking van een lcd draait volledig om de unieke eigenschap om licht af te buigen of te draaien. Onderzoekers ontwikkelen nog steeds nieuwe materialen om beeldschermen scherper en sneller te maken of voor toepassing als sensor om temperatuur te meten en vocht of chemicaliĆ«n te detecteren.

In deze Chemische Feitelijkheid:
De Context: Hoe kan een materiaal tegelijk vloeibaar en kristal zijn? En wat hebben we daaraan?
De Basis: Hoe ontstaat de ordening die zorgt voor het bijzondere gedrag? Welke moleculen doen dat?
De Diepte: Lcd-schermen zijn inmiddels wel uitontwikkeld. Of niet? Wat kun je nog meer met vloeibare kristallen?

Het volledige artikel is gepubliceerd als Chemische Feitelijkheid Editie 73, nr 302, april 2014.