¡Bienvenidos de nuevo a nuestro viaje por la Materia Condensada Blanda! En esta entrega, nos sumergiremos en el intrigante mundo de los cristales líquidos, una forma de materia que combina lo ordenado de los cristales con la fluidez de los líquidos.
En esencia, los cristales líquidos son estados de la materia que yacen entre las fases sólida y líquida. A diferencia de los sólidos cristalinos convencionales, los átomos y moléculas en un cristal líquido no están rígidamente dispuestos en una estructura ordenada, sino que permiten cierta movilidad. No obstante, pueden conservar cierto grado de orden posicional, como en un cristal y principalmente, orden orientacional, es decir, aunque las moléculas tienen libertad para moverse, también les gusta apuntar en la misma dirección. En un líquido ordinario, las moléculas están bastante desordenadas y se mueven libremente en todas las direcciones y apuntan también en todas direcciones.
Las moléculas de los materiales que presentan fases líquido cristalinas son generalmente alargadas (aunque también puede haber en forma de discos y otras más), como se muestra en el extremo izquierdo de la figura. A bajas temperaturas las moléculas de este material se ordenan espacial y orientacionalmente formando un cristal. Al aumentar la temperatura las moléculas pierden parcial o totalmente el orden posicional, pero mantienen el orden orientacional para formar fases líquido cristalinas como la fase nemática mostrada en la columna de en medio en la figura. Un mayor aumento en la temperatura ocasionará que las moléculas también pierdan su alineación con lo que se obtiene un líquido ordinario.
Imagina que las moléculas en un líquido cristalino son como pequeños imanes que pueden rotar y moverse, pero también tienen cierta tendencia a alinearse en direcciones específicas. Esta alineación parcial de las moléculas da lugar a lo que llamamos una "fase líquido cristalina".
La capacidad de estas moléculas para alinearse parcialmente le da al líquido cristalino propiedades únicas. Puede fluir como un líquido, pero al mismo tiempo, algunas de sus propiedades pueden parecerse a las de los sólidos cristalinos. Por ejemplo, puede transmitir la luz de manera similar a un cristal, lo que hace que sea ideal para las pantallas de cristal líquido en dispositivos electrónicos.
Los cristales líquidos son omnipresentes en nuestra vida cotidiana. Aquí hay algunas aplicaciones destacadas:
1. Pantallas de Cristal Líquido (LCD): ¿Estás leyendo esto en un dispositivo electrónico? Entonces, lo más probable es que estás mirando a través de una pantalla de cristal líquido. En las pantallas LCD, la aplicación de un campo eléctrico altera la orientación de las moléculas de los cristales líquidos, modulando así la transmisión de luz y creando las imágenes que vemos.
2. Termómetros: Algunos termómetros utilizan cristales líquidos que cambian de color con la temperatura. Esto permite una indicación visual intuitiva de la temperatura que se mide.
3. Materiales Inteligentes: Se están desarrollando materiales basados en cristales líquidos que pueden cambiar sus propiedades mecánicas o térmicas en respuesta a estímulos externos, abriendo la puerta a aplicaciones en la industria y la medicina.
En resumen, las fases líquido cristalinas tienen su origen en la combinación de la libertad de movimiento de las moléculas en un líquido y su tendencia a alinearse en ciertas direcciones, creando una estructura parcialmente ordenada con propiedades únicas que son altamente sensibles a las influencias externas lo que permite innumerables innovaciones tecnológicas que mejoran nuestra vida diaria. En futuras entregas, exploraremos más aplicaciones de estos materiales con doble personalidad.
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