A principal diferença entre cristais líquidos nemáticos esméticos e colestéricos é sua estrutura. Os cristais líquidos nemáticos não têm estrutura ordenada de moléculas, e os cristais líquidos esméticos têm uma estrutura molecular em camadas, enquanto os cristais líquidos colestéricos têm as moléculas em um arranjo torcido e quiral.
O termo cristais líquidos pode ser definido como uma fase da matéria com propriedades entre as propriedades dos líquidos convencionais e dos cristais sólidos. Por exemplo, um cristal líquido pode fluir como um líquido, mas as moléculas do cristal líquido tendem a ser orientadas em uma natureza cristalina. Existem três fases principais em que os cristais líquidos podem ocorrer: cristais líquidos termotrópicos, cristais líquidos liotrópicos e cristais líquidos metalotrópicos. Existem vários tipos de cristais líquidos termotrópicos também. Esses tipos incluem cristais nemáticos, cristais esméticos, nemáticos de fase quiral ou torcidos, fase discótica e fases cônicas.
O que são cristais líquidos nemáticos?
Os cristais líquidos nemáticos são um dos tipos mais comuns de cristais líquidos. O termo “nemático” vem de uma origem grega onde tem o significado de “fio”. Isso porque esse termo se originou dos defeitos topológicos que aparecem como threads. Normalmente, esses defeitos topológicos em nemáticos são denominados de disclinações. Além disso, os nemáticos tendem a apresentar um tipo de defeito conhecido como defeitos topológicos “ouriço”.
Normalmente, a fase nemática possui moléculas orgânicas calamíticas ou em forma de bastão que não possuem ordem posicional. Mas essas moléculas tendem a se auto-alinhar para ter uma ordem direcional de longo alcance com eixos longos que são aproximadamente paralelos entre si. Portanto, as moléculas nesta fase estão livres para fluir, e o centro de massa dessas moléculas tende a se distribuir aleatoriamente, semelhante a um líquido. No entanto, essas moléculas tendem a manter a ordem direcional de longo alcance semelhante a uma fase sólida.
Na maioria das vezes, as fases nemáticas são uniaxiais. Isso significa que essas moléculas têm um eixo (chamado de “diretriz”) que é longo. Este é o eixo preferencial, e os outros dois eixos são equivalentes entre si, e podemos aproximá-los como cilindros ou hastes. Além disso, pode haver nemáticos biaxiais tendo não apenas a orientação semelhante em seu eixo longo, mas também tendem a se orientar ao longo de um eixo secundário.
As moléculas da fase nemática apresentam fluidez semelhante à fluidez de um líquido isotrópico comum. No entanto, podemos facilmente alinhar as moléculas nesta fase através da aplicação de um campo magnético ou elétrico externo. Quando essas moléculas estão alinhadas em uma ordem, a fase nemática mostra propriedades ópticas de cristais uniaxiais e, portanto, essas fases são muito úteis em telas de cristal líquido.
O que são cristais líquidos esméticos?
Os cristais líquidos esméticos são um tipo de cristais líquidos que possuem camadas bem definidas de moléculas que são capazes de deslizar umas sobre as outras. Este comportamento é semelhante aos efeitos de deslizamento dados pelo sabão. Além disso, os cristais líquidos esméticos ocorrem em temperaturas mais baixas do que os cristais líquidos nemáticos. O termo esmético tem origem na palavra latina “smectius” que significa “limpeza”; em outras palavras, significa a presença de propriedades semelhantes a sabão. Portanto, a fase esmética é posicionada em ordem ao longo de uma direção.
Figura 01: Fase esmética A à esquerda e fase esmética C à direita
Podemos observar duas fases esméticas diferentes como fase esmética A e fase esmética C. A fase esmética A tem as moléculas orientadas junto com a camada normal, enquanto a esmética C tem suas moléculas inclinadas para longe dela. Além disso, este tipo de fase aparece como um líquido dentro das camadas. No entanto, pode haver muitos tipos diferentes de fases esméticas que são diferentes umas das outras de acordo com o tipo e grau de ordem posicional e orientacional.
O que são cristais líquidos colestéricos?
Os cristais líquidos colestéricos são um tipo de cristais líquidos feitos apenas de moléculas quirais. Este tipo de fase mostra quiralidade. Muitas vezes, chamamos essa fase de fase quiral ou fase nemática torcida devido à sua quiralidade. O termo colestérico vem de sua primeira observação onde esta fase da matéria apareceu pela primeira vez em derivados do colesterol. Podemos observar este tipo de fase exibindo uma torção das moléculas, que são perpendiculares ao diretor onde o eixo molecular é paralelo ao diretor.
Figura 02: Fase colestérica
Há um ângulo de torção finito entre as moléculas adjacentes nesta fase devido ao empacotamento assimétrico das moléculas. Este tipo de empacotamento causa uma ordem quiral de longo alcance. Normalmente, definimos o passo quiral ou “p” em relação às propriedades dos cristais líquidos colestéricos, onde se refere à distância na qual as moléculas do cristal líquido sofrem uma torção de círculo completo (torção de 360 graus).
Qual é a diferença entre cristais líquidos esméticos e colestéricos?
Fases nemáticas, esméticas e colestéricas são três fases diferentes da matéria que se encontram sob cristais líquidos termotrópicos. A principal diferença entre os cristais líquidos nemáticos esméticos e colestéricos é que os cristais líquidos nemáticos não têm estrutura ordenada de moléculas, e os cristais líquidos esméticos têm uma estrutura molecular em camadas, enquanto os cristais líquidos colestéricos têm moléculas em um arranjo torcido e quiral.
Abaixo está um resumo da diferença entre cristais líquidos esméticos nemáticos e colestéricos em forma de tabela.
Resumo – Cristais Líquidos Nemáticos Esméticos vs Colestéricos
Fases nemáticas, esméticas e colestéricas são três fases diferentes da matéria que se encontram sob cristais líquidos termotrópicos. A principal diferença entre cristais líquidos nemáticos, esméticos e colestéricos é que os cristais líquidos nemáticos não têm estrutura ordenada de moléculas, e os cristais líquidos esméticos têm estrutura molecular em camadas, enquanto os cristais líquidos colestéricos têm as moléculas em um arranjo torcido e quiral.
