تم النشر اليوم 11-12-2025 | بلورة سائلة التاريخ

التاريخ

منذ زمن بعيد قياسا بتطور التكنولوجيا الحديثة، وتحديدا في العام 1888، كان عالم النبات النمساوى فريدريك راينيترز قد اكتشف المادة المسماة (بنزول الكوليستيريل) ولاحظ أن لهذه المادة الغريبة صفة تتسم بالشذوذ، إذ أنها تنصهر في حرارة تبلغ 145 درجة مئوية ، ولكنها لا تصبح سائلا لا لون له إلا عندما تصل الحرارة إلى 179 درجة مئوية وفي هذه الحالة الوسيطة تكون المادة غروية غير شفافة. . Cholesteryl benzoate.png 250 التركيب الكيميائي لجزيء بنزوات الكوليسترول وقام الفيزيائي اوتو ليهمان الذي كان آنئذ يعمل في مدينه كارلسروه الألمانية، بدراسة هذا الشذوذ فاكتشف أن «بنزول الكوليستيريل» يمر بحالة ثالثة هى بين الحالتين الصلبة (أو الجامدة) و السائلة ، واخترع ليهمان لهذه الحالة تسمية البلورات السائلة مما فجر خلافا عنيفا داخل الأوساط العلمية التي أظهرت إهتماما فوريا بهذه الظاهرة. وسرعان ما راحت الصناعة الكيميائية الألمانية تعمل على استطلاع حقائق البلورات السائلة من دون أن تكون لديها أى فكرة واضحة عن الطريقة التي يمكن استعمالها بها. وكانت شركة ميرك التي تتخذ من دارمشتات مقرا لها هى الرائدة في هذا الميدان، إذ أنزلت ما أسمته بالبلورات السائلة والمائعة إلى الأسواق منذ عام 1904 وفي السنة نفسها نشر أوتوليهمان في كارلسروه دراسة عن هذا اللغز، . cite journal Beitrأ¤ge zur Kenntniss des Cholesterins journal Monatshefte für Ch ie (Wien) volume 9 issue 1 pages 421–441 year 1888 doi 10.1007/BF01516710 last1 Reinitzer first1 Friedrich ولم تمض ثماني سنوات إلا وبدأت مبادرة شركة ميرك تعطى ثمارها المربحة، وقد قامت هذه الشركة الرائدة في عالم البلروات السائلة بدراسة خصائص عدة مئات من المواد البلورية السائلة. وفي عام 1968 اكتشف جورج هيلماير في مدينة برنستون الأمريكية أنه إذا ما تعرضت البلورات السائلة إلى شحنة كهربائية فإنها تكسر الضوء بشكل مغاير لذلك الذي تكسره البلورات نفسها إذا لم تكن واقعة داخل حقل كهربائي، وكانت هذه ملاحظة شكلت نقطة إنطلاق عظيمة بالنسبة لفريق أبحاث شركة ميرك وكان هذا الفريق قد درس سلوك الجزئيات في سلسلة كاملة من البلورات السائلة وسرعان ما استطاع التحقق من ماهية المركبات التي تظهر خواص كسر الضوء التي اكتشفها هيلماير أكثر من غيرها. cite journal author Lehmann, O. أœber fliessende Krystalle journal Zeitschrift für Physikalische Ch ie volume 4 pages 462–72 year 1889 Otto Lehmann 180 اوتو ليهمان MBBA.svg التركيب الكيميائي لجزيء MBBA N-(4-ميث أوكسي بنزيلدين)-4-بوتيل أنيلين (MBBA)

تصميم المواد البلورية السائلة

ومن المعروف أن عدد كبير جدا من المركبات الكيميائية أن تظهر مرحلة واحدة أو العديد من المراحل «البلورية السائلة». رغم الاختلافات الهامة في التركيب الكيميائي ، وهذه الجزيئات لديها بعض السمات المشتركة في الخصائص الفيزيائية و الكيميائية وهنالك نوعان من «البلورات السائلة» وتتميز بوليمرات البلورات السائلة ببنيتها الميكروية القضيبية الشكل,و في أثناء طور الانصهار تصطف جزئياتها في اشكال شديدة الانتظام تؤدي إلى عدد من السمات الفريدة، منها انخفاض حرارة التبلور ، والنوع الثاني القرصية المستوية تتكون من مجموعة أساسية من الحلقات العطرية «الاروماتية» المجاورة. وهذا يسمح لاثنين منها بالبعد العمودي وترتيب جزيئاتها على شكل قضبان متطاولة، • يجب أن يكون شكل الجزيئي رقيق نسبيا أو مسطح ، في أطر جامدة جزيئية. • يجب أن يكون طول الجزيئي 1.3 نانومتر على الأقل مع وجود مجموعة ألكيل طويلة, نجد كثير من البلورات السائلة تتكون في درجة حرارة الغرفة. • لا ينبغي أن تكون البنية متفرعة أو زاويّة. • درجة الانصهار المنخفضة هي الأفضل من أجل تجنب عدم الاستقرار، في المراحل البلورية السائلة أحادية التوجه . السلوك mesomorphic في درجات الحرارة المنخفضة بشكل عام هو أكثر فائدة تكنولوجيا، ومجموعات ألاكيل الطرفية تعزز ذلك.Ch ical Properties

أطوار البلورات السائلة

المراحل المختلفة LC وتسمى ( الطور المتوسط ) يمكن أن توصف حسب نوع الطلبية.يمكن ان تكون البلورات السائلة متراصة في شكل شبكة. والنظام التوجهي الذي تكون فيه (تشكيل الجزيئات معظمها في نفس الاتجاه) هناك العديد من انواع البلورات السائله والتي تختلف باختلاف ترتيب جزيئاتها والعديد منها ذات أهمية تكنلوجية واكثرها اهمية هي التي تمتلك الترتيب الذي يوضحه الشكل التالي وتعرف البلورات السائلة في هذا الترتيب بـ (Twistic n atic liquid crystal ‏ )‏ البلورات السائلة ذات النوع الدوار الملتوي وتختصر ب TN وفيه الطبقات تستمر على المحاور الطولانية للجزيئات كما ان المحاور الطولانيه تدور بزاوية صغيره من الطبقة التي تليها. هذا النوع من البلورات السائلة (TN) اُستخدم في صناعة حساسات درجة الحرارة التي يتغير لونها بتغير درجة الحرارة كما تعتبر من الأنواع الشائعة التي تستخدم في شاشات البلورات السائلة LCD والتي تعرف بعارضات البلورات السائلة The liquid crystal sLCDs والتي تتواجد في الآلات الحاسبة والساعات. مرجع كتاب المؤلف Sivaramakrishna Chandrasekhar Chandrasekhar, S. العنوان Liquid Crystals الإصدار 2nd مكان Cambridge الناشر Cambridge University Press سنة 1992 الرقم المعياري 0-521-41747-3 مسار http //books.google.com/?id TxvUxFlQsEsC&printsec frontcover مرجع كتاب المؤلف Pierre-Gilles de Gennes de Gennes, P.G. and Prost, J العنوان The Physics of Liquid Crystals مكان Oxford الناشر Clarendon Press سنة 1993 الرقم المعياري 0-19-852024-7 في ترتيب المراحل البلورية السائلة واسعة النطاق على المستوى الجزيئي. هذا الترتيب يمتد حتى حجم المجال بأكمله، قد يكون في حدود ميكرومتر ، ولكن عادة لا يشمل مقياس العين المجردة , و يحدث غالبا في البلورات التقليدية الحدود للمواد الصلبة . لكن بعض التقنيات التطبيقية ، مثل استخدام حقل كهربائي وكلا من هذه التطبيقات تعتمد على الطريقة التي تتفاعل بها البلورات السائلة مع الضؤ . . مرجع كتاب المؤلف Dierking, I. العنوان Textures of Liquid Crystals مكان Weinheim سنة 2003 الناشر Wiley-VCH الرقم المعياري 3-527-30725-7 مسار http //books.google.com/?id p-0xdzDRB2kC&printsec frontcover مرجع كتاب المؤلف Collings, P.J. and Hird, M العنوان Introduction to Liquid Crystals مكان Bristol, PA الناشر Taylor & Francis سنة 1997 الرقم المعياري 0-7484-0643-3

البلورات السائلة «اللايوتروبية»

اللايوتروبية ‹Lyotropic liquid crystal› تنشا الأطوار الوسطيه لهذا الصنف بدرجة حرارة الغرفة او في درجة حرارة عاليه عند اضافة حجوما معينه من مذيبات قطبيه مثل الماء او الكحول إلى مركبات عضويه معينه بفعل تاثير هذه المذيبات على القوى الرابطة لتلك المركبات العضوي

البلورات السائلة مدارية الحرارة «الثرموتروبية»

تنشا الأطوار الوسطيه لهذا النوع بالاعتماد على درجات الحرارة ومقدار التغير الحاصل فيها لذا تدعى بالاطوار الوسطيه المحفزه بالحراره ألاطوار المتوجه بالحرارة هي تلك التي تحدث في نطاق درجة حرارة معينة. إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة جدا، فان ارتفاعها يؤدي إلى ان الحركة الحرارية تدمر ترتيب الروابط التعاونية الحساسة LC، ودفع الخواص التقليدية للمواد في الطور السائل . في درجة حرارة منخفضة جدا معظم المواد تشكيل الكريستال التقليدية. تصنيف البلورات السائلة الثرموتروبية

البلورات السائلة السمكتية وهي تتألف من طبقات مسطحة من جزيئات لها شكل «السيجار» ومحاورها الطولية متوازية.

وسمك الطبقة يساوي طول جزيء واحد أو جزيئين. والجزيئات في الطبقة الواحدة قد تكون مرتبة أو عشوائية بحسب طبيعة المادة. وتنزلق الطبقات بعضها فوق بعض بحرية. ولكن الجزيئات في الطبقة الواحدة تبقى موجّهة ولا تتحرك فيما بين الطبقات ولكن تتحرك داخلها.

البلورات السائلة النيماتيه يكون الانتظام في هذا النوع من الأطوار الوسط أقل منه في حالة الطور السمكتي ويكون الطور

النيماتي أكثر سيولة. تبقى محاور الجزيئات الطوليةُ متوازيةً ولكنها غير منفصلة في طبقات، والتهيج الحراري يجعل الجزيئات تهتز حول اتجاه وسطي .

البلورات السائلة الكولستيرية وتتألف هذه البلورات من طبقات رقيقة يساوي سمك الطبقة فيها طول جزيء واحد. وتترتب الجزيئات لتكون محاورها الطولية في مستوي الطبقة وتكون هذه المحاور متوازية بعضها مع بعض في الطبقة الواحدة

كثير من الموجهات الحرارية تتخذ اطوار واشكال مختلفة بتغير درجة الحرارة , على سبيل المثال الجزيء الذي يسمى «ميسوجين» يمكن ان يخذ اطوار واشكال عديدة كلما زادت درجة الحرارة . cite journal Phase Transitions of Liquid Crystal PAA in Confined Geometries journal Journal of Physical Ch istry B year 1998 volume 102 issue 18 pages 3387–3394 doi 10.1021/jp9734437 last1 Shao first1 Y. last2 Zerda first2 T. W.

الطور الخيطي

LiquidCrystal-MesogenOrder-N atic right 120 المحاذاة في المرحلة الخيطية. Smectic n atic مرحلة انتقالية بين خيطية (يسار) وتراص جزئيء (يمين) لاحظ ألاطوار بين المستقطبات المتقاطعة . اللون الأسود يقابل الخواص المتوسطة. قسم فارغ

طور تراصف الجزيئات

LiquidCrystal-MesogenOrder-SmecticPhases رسم تخطيطي المحاذاة في مراحل التراص الجزييء. طور التراصف الجزييء(يسار) والجزيئات بتنظيم على شكل طبقات. في صفحة تراصف الجزيئات الجزئي C (يمين)، تميل الجزيئات داخل طبقات. مراحل التراص الجزئيء والتي توجد عند درجات حرارة منخفضة اكثر من الجزئيات الخطيطة . في النموذج الطبقات محددة جيدا و يمكن أن تنزلق فوق بعضها البعض بطريقة مماثلة لتلك التي من الصابون. كلمة smetic مشتق من الكلمة اللاتينية smecticus ، وهي تعني تنظيف ، أو وجود خصائص الصابون مثل الانزلاق . Cite web smectic url http //www.merriam-webster.com/dictionary/smectic publisher Merriam-Webster Dictionary

الأطوار عديمة التناظر (عديم التناظر المرائّي)

LiquidCrystal-MesogenOrder-ChiralPhases right رسم تخطيطي لاطوار البلورات السائلة في تنظيم متماريء. المرحلة الخيطية مراوان (يسار)، وتسمى أيضا تراصف الجزيئات التام ، طور التراصف C * (يمين). Cholesterinisch.png الطور الخيطي الكيرالي؛ P يشير إلى درجة الانطباقية (انظر النص)

استخدامات البلورات السائلة

• تستخدم في مجال استخراج النفط
• في المجال الطبي
• التطبيقات شاشات أجهزة تلفزيونية خاصة وشاشات الحواسيب وشاشات الآلات الحاسبة

Liquid Crystal Display (L.C.D)

وصلات داخلية

colbegin 3

• بلورة
• زجاج بلوري
• بلاستيك بلوري
• شاشة بلورية سائلة
• شاشة بلورية
• تبلور البلاستيك

colend N atische Phase Schlierentextur 300 طور خيطي متعرج من نسيج الكريستال السائل البلورات السائلة Liquid crystals) LCs) هي مواد لها مظهر السائل ولكن جزيئاتها تكون مرتبة في مستويات معينة مثل البلورات , و هو حدوث تحول في المادة واعادة ترتيب الجزيئات في نفس الحالة. تعرف البلورات السائلة بانها الحالة الوسطيه التي ينحصر تكوينها بين الحالة الصلبة البلورية المنتظمة الذي تكون فيه الجزيئات مقيدة الحركة وذات نظام هندسي ذي ثلاث ابعاد والحالة السائلة العادية غير المنتظمة والتي تتحرك جزيئات المادة فيه بصوره عشوائيه.