Cristales líquidos. Los sólidos que fluyen

¿Puede un sólido fluir? A medida que uno va avanzando en el estudio de una ciencia se va dando cuenta de que las cosas no son tan simples como nos contaron y que al final entre el blanco y el negro que nos enseñaron como definitivos se sitúa un gris.

Esto mismo ocurre con los estados de agregación de la materia, a los archiconocidos Sólido, Liquido y Gas hay que situarles otros estados de agregación, como el de Cristal líquido.

Pero, ¿qué es un cristal liquido? Un cristal líquido es un estado de agregación de la materia situado entre el líquido y el sólido que presenta propiedades tanto de sólido cristalino (ordenamiento espacial de las moléculas) cómo de líquido, capacidad para fluir, es decir moverse con libertad.

Este estado de agregación no se da en todas las sustancias. Es necesario que presenten ciertas caracteristicas, comunes a todas ellas, que nos indicarán que estamos ante un compuesto con capacidad para ser cristal líquido: Una cabeza polar, una núcleo voluminoso y rígido y una cola de átomos de carbono flexible.

Podemos ver cómo el C-N es la cabeza polar mientras que el resto es la cola apolar flexible

Y ¿que significa eso de que sea un material ordenado que pueda fluir? Significa que todas las moleculas estaran ordenadas según una direccion determinada pero conservan la capacidad de moverse, eso si, sin perturbar el ordenamiento, es como si les restringieramos el movimiento a las moleculas  en una dirección pero pudieran moverse libremente en las demás direcciones.

Así pues las sustancias liquido-cristalinas se sitúan de diferentes maneras en el espacio. Esta distinta disposición hace que distingamos cuatro fases:

  • Fase nematica. Fuente: jccanalda.es

    Fase nemática: las moleculas están desordenadas unas con respecto a otras, un simil sería cuando los niños entran al colegio despues del recreo, todos estan mirando a la misma dirección, la puerta de entrada, pero cada uno va por donde quiere.

  • Fase esmética: en esta fase las moleculas tienen mas orden, estan separadas en capas. Esta fase se diferencia en dos subfases, la C,  cuando no hay orden dentro de las capas, y la A, cuando hay orden dentro de las capas.
Fase esmética. Tipo C a la izquierda y Tipo A a la derecha. Fuente: jccanalda.es
  • Fase colesterolica: las moleculas se sitúan en capas pero la direccion a la que miran varia de una capa a otra
Fase colesterólica.Fuente: jccanalda.es

Si tenemos un sólido y lo calentamos llegaremos a una temperatura,de fusión, que significa el paso de sólido a cristal líquido y si seguimos calentando se verá el paso de cristal líquido a líquido, denominado temperatura de aclarado. De manera análoga podemos partir del líquido e ir enfriando hasta llegar a la temperatura de aclarado.

Los cristales líquidos, aunque no lo parezca, son una de las sustancias químicas más comunes a nuestro alrededor, pues no hay hoy en dia ninguna pantalla que no funcione con un cristal líquido, sin ir mas lejos las siglas LCD significan, liquid cristal display ( pantalla de cristal líquido).El funcionamiento de una pantalla es muy simple:

La pantalla está compuesta de varias capas, en la inferior tenemos la fuente de luz, por ejemplo un LED, que sólo emitirá en tres colores, verde rojo y azul, sobre ella se sitúan una capa de cristales líquidos, estos cristales tienen la propiedad de orientarse en una misma dirección cuando pasa por ellos corriente eléctrica, es similar a lo que hacen los girasoles al girar para ponerse frente al sol.

Filtro de luz de los colores rojo y verde. El rojo es girado por los cristales y pasa por la rejilla mientras que el verde es retenido.Fuente: electronicsycomputers.blogspot.com.es

Pues bien, dependiendo de la fuerza de esa corriente eléctrica los cristales líquidos se irán girando de en mayor o menor medida, esto hará que se gire el rayo de luz haciendo que pueda pasar en mayor o menor cantidad por unas rejillas que hay por encima, esto hará que nosotros veamos distintas tonalidades, en función de si pasa menor o mayor cantidad de luz de un solo color, y veremos distintos colores en función de la cantidad de luz de distintos colores que dejen pasar.

En la naturaleza algo tan fundamental como la capa de fosfolípidos que forman fundamentalmente la membrana celular es de hecho un cristal liquido, su ordenamiento sólo se da en una de las direcciones del espacio, mientras que en las otras pueden fluír libremente. He incluso el jabón de ducha es un cristal líquido.

Como vemos los cristales líquidos son de una importancia fundamental hoy en dia pues nuestra sociedad no podría haber avanzado de la misma manera sin las pantallas que sólo han sido posibles mediante los cristales líquidos.

Andrés Chiquero
Contacto

Andrés Chiquero

Colaborador en Empíricamente Cierto
Estudiante de Ciencias Qúimicas. Buscador de la verdad, allá donde se encuentre. "Y con esto, la disolución queda saturada".
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