თხევადი კრისტალები

ენციკლოპედია "საქართველო" - ი. აბაშიძის სახელობის მთავარი სამეცნიერო რედაქცია გვერდიდან
გადასვლა: ნავიგაცია, ძიება

ორგანული ნივთიერებები ან ნარევები, რომელთა შემადგენელი მოლეკულები არის წაგრძელებული ან ბრტყელი და გარკვეულ ტემპერატურულ ან კონცენტრაციულ ინტერვალში მათთვის დამახასიათებელია როგორც სითხის (დენადობა), ისე მყარი სხეულის თვისებები (მოლეკულების განლაგების გარკვეული წესრიგი, ფიზ. პარამეტრების ანიზოტროპია და სხვ.). თერმოტროპული თხევადკრისტალური ფაზა თერმოდინამიკურად სტაბილური შუალედური მდგომარეობაა მყარ სხეულსა და სითხეს შორის და დაიმზირება გარკვეულ ტემპერატურულ ინტერვალში. როცა თხევადკრისტალური მდგომარეობის არსებობა დამოკიდებულია ნარევის ერთ-ერთი კომპონენტის კონცენტრაციაზე, მათ ლიოტროპულ თ. კ-ს უწოდებენ. განასხვავებენ ორ ძირითად სტრუქტურულ თხევადკრისტალურ ტიპს: ნემატურსა და სმექტიკურს. ნემატურ თ. კ-ს ახასიათებს მოლეკულების ორიენტაციული მოწესრიგებულობა, სმექტიკურ თ. კ-ს კი – ფენოვანი განლაგებაც. თუ ნემატური თ. კ-ის მოლეკულებს ოპტ. აქტიურობა (ქირალობა) ახასიათებთ, მიიღება ქოლესტერული (ქირალური ან ნემატური) თ. კ.; მათ აქვთ ზემოლეკულური სპირალური სტრუქტურა, რ-ის პერიოდი (სპირალის ბიჯი) სინათლის ტალღის სიგრძის რიგისაა. ბიჯის სიდიდე მგრძნობიარეა გარეშე ზემოქმედების (ელექტრ., სითბური) მიმართ. სპირალური სტრუქტურა ახასიათებს სმექტიკური თ. კ-ის გარკვეულ კლასსაც (ჩ-სმექტიკებს). არსებობს აგრეთვე თხევადკრისტალური პოლიმერები. თხევადკრისტალური სტრუქტურა აქვს ბიოლ. წარმოშობის მრავალ ნივთიერებას.თ. კ-ის აღმომჩენად მიიჩნევენ ავსტრიელ ბოტანიკოსს ფ. რაინიტცერს (1888). თ. კ-ის კლასიფიკაციის ავტორია ფრანგი მეცნიერი ჟ. ფრიდელი (1922); თ. კ-ზე ელექტრ. და მაგნ. ველების გავლენის შესწავლაში მნიშვნელოვანი როლი შეასრულა სანქტ.-პეტერბურგის სკოლამ (XX ს. 30-იანი წწ.) ვ. ფრედერიკსის ხელმძღვანელობით. გერმანელმა მეცნიერებმა ვ. მაიერმა და ა. ზაუპემ შექმნეს თ. კ-ის მოლეკულურ-სტრუქტურული თეორია (XX ს. 50-იანი წწ.). დიდი წვლილი თ. კ-ის თეორიაში შეიტანეს ფრანგმა მეცნიერმა ჟ. პ. დე-ჟენმა, ამერიკელმა გ. ბრაუნმა, ინგლისელმა ჯ. გრეიმ, რუსმა მეცნ. ი. ჩისტიაკოვმა და სხვ.XX ს. 70-იანი წლებიდან, როდესაც შესაძლებელი გახდა თ. კ-ის პრაქტ. გამოყენება, დაიწყო მათი ფართომასშტაბური შესწავლა, რასაც ხელი შეუწყო თ. კ-ის ელექტრო- და თერმოოპტ. ეფექტების აღმოჩენამ, აგრეთვე ტექნოლოგიების განვითარებამ. ამჟამად ფართოდ გავრცელებულია თხევადკრისტალური დისპლეები, თერმომეტრები და ა. შ.საქართველოში თ. კ-ის შესწავლა მიმდინარეობს 1972-იდან საქართვ. მეცნ. აკად. კიბერნეტიკის ინ-ტში (2006-იდან სტუ-ის კიბერნეტიკის ინ-ტი). უმთავრესად შეისწავლება სპირალური სტრუქტურის მქონე თ. კ.; დადგენილია მრავალკომპონენტიან თხევადკრისტალურ სისტემებში სპირალური სტრუქტურის წარმოქმნის მექანიზმი და მისი კავშირი შემადგენელი მოლეკულების აღნაგობასთან, ზემოლეკულური სტრუქტურის მახასიათებლებსა და ამ სტრუქტურებზე გარე ძალების ზემოქმედებასთან. ეს შედეგი მიიღეს ფიზიკოსებმა გ. ჭილაიამ, ს. არონიშიძემ და სხვ., ქიმიკოსებმა კ. ჯაფარიძემ, ზ. ელაშვილმა და სხვ. აღსანიშნავია, რომ პირველი გამოკვლევა სპირალური სტრუქტურების ინდუცირებისათვის არათხევადი კრისტალური დანამატების (მენთოლისა და ტიგოგენინის წარმოებულების) გამოყენების შესახებ, გამოაქვეყნეს კიბერნეტიკის ინ-ტის მეცნიერებმა (გ. ჭილაია, ზ. ელაშვილი) თსუ-ის მეცნიერებთან (გ. ძოწენიძე და სხვ.) თანამშრომლობით. დადგენილია, რომ ორიენტაციული მოწესრიგებულობის პარამეტრი ერთი და იგივეა ქოლესტერულ და ნემატურ თ. კ-ში (გ. ჭილაია და სხვ.); ქირალურ სმექტიკურ თ. კ-ში დამზერილია ბრეგის დიფრაქცია, ინდუცირებული წრიული დიქროიზმი და სინათლის შთანთქმის ჩაქრობა – ბორმანის ეფექტი (გ. ჭილაია და სხვ.) და განსაზღვრულია დიელექტრიკული შეღწევადობის ტენზორი (გ. ჭილაია და სხვ.).თ. კ-ის გამოყენება ხელსაყრელია ინფორმაციის გამომსახავ და გადამცემ მოწყობილობებში, მოხმარებული სიმძლავრის სიმცირის გამო. მნიშვნელოვანი წარმატებები მიღწეულ იქნა სპექტრის ფართო უბანში შეუფერხებლად, თანაბრად და უწყვეტად გადაწყობადი საღებარდამატებული ქოლესტერული თხევადკრისტ. ლაზერების კვლევაში (გ. ჭილაია, <ბრ />გ. პეტრიაშვილი, ა. ჭანიშვილი).თ. კ-ის პრაქტ. გამოყენების მიმართულებით ჩატარებული კვლევის შედეგად მიღებულია გამოსახულების გარდამქმნელების ახ. ტიპი: ლითონი–დიელექტრიკი–ნახევარგამტარი – თ. კ., რ-თა მახასიათებლები არსებულ ანალოგებს აღემატება (დ. სიხარულიძე, გ. ჭილაია). ამ შედეგებისთვის მეცნიერთა ჯგუფს (ს. არონიშიძე, კ. ვინოკური, ზ. ელაშვილი დ. სიხარულიძე, გ. ჭილაია, კ. ჯაფარიძე) მიენიჭა საქართველოს სახელმწ. პრემია მეცნ. და ტექ. დარგში (1989).ლიტ.: ჭილაია გ., თხევადი კრისტალების ფიზიკური თვისებები და მათი გამოყენება საინფორმაციო ტექნოლოგიებში, თბ., 2013; Винокур К., Cихарулидзе Д., Чилая Г., Элашвили З., Жидкие кристаллы с геликоидальной структурой и их применение, Тб., 1988; Беляев В., Чилая Г., Жидкие кристаллы в начале ХХI века, ИИН, МГОУ, М., 2015; Chilaya G., Induction of chirality in nematic phases, «Revue de Physique Appliqué» 1981, v. 16,
#15. გ. ჭილაია.