我们经常听到"液晶"这个叫法。可是,你知道什么是液晶吗?它又带给我们怎样的影响呢?下面,就让我们一同走进液晶的世界中。
偶然的发现
在我们使用的电子表或笔记本电脑的显示屏上,含有一种特殊性质的材料,它就是液晶。世界上的材料一般呈固态、液态和气态,但还有一种材料却同时具有固态和液态两种特征,这就是现已获得广泛应用的液晶。说起液晶的发现,还要从19世纪末开始,它由是奥地利植物学家莱尼茨尔发现的。
1888年的一天,莱尼茨尔正在对一种晶体进行实验。他偶然发现,这种晶体在加热过程中,当把它的温度升到145.5℃时,会熔化成黏稠的混浊液体;随着温度的升高,还会出现奇异的色彩变化;当温度升高到178.5。C时,它就能变成澄清透明的液体;之后随着温度的降低,它又会重新返回固体的状态。莱尼茨尔对这种现象产生了强烈的兴趣,他想:这种晶体为什么不像其他晶体那样,直接熔化成澄清透明的液体呢?他决心进一步揭开这个秘密。
通过一系列精心设计的实验,莱尼茨尔发现,当温度在145.5~178.5℃之间时,这种晶体看上去是液态的,可以像其他液体一样自由地流动。而且,在这一温度范围内,它还会在不同的温度下呈现不同的颜色。之后,莱尼茨尔把这一发现告诉了德国物理学家莱曼,希望他能解释这一奇怪的现象。
进一步的探索
莱曼并没有急着动手做实验,他首先查阅了有关资料。他获悉,在莱尼茨尔之前,也有人观察到类似的情况,不过都没有见到莱尼茨尔所描述的颜色的变化。分析了这些人的实验记录后,莱曼认为,这与样品的纯度很有关系。于是,他首先精心提取样品,果然这种纯净的晶体在冷却过程中,从178.5℃开始由澄清变浑浊,由稀薄变粘稠,由无色变有色。首先是青蓝色,接着依次变成淡绿色、深绿色、黄色、橙红色、橙色,最后变成艳红色。当温度下降到145.5℃以后,它便凝固成了无色晶体。
针对这类物质的特点,莱曼给它们起名为"液晶",就是既像液体又像晶体的意思。
从设想走向现实
令人遗憾的是,莱曼仅仅研究了液晶的性质,而没有注意开发它的应用,以至于液晶长期被"禁锢"在实验室里,没有用武之地。1962年,苏联科学家卡普斯廷和美国化学家海尔迈司相继发现,对液晶施加一个电压,液晶就会变得浑浊不透明;而电压一旦消失,它又会恢复透明状态。1966年,美国赫尔大学的格雷教授制成了一批性能稳定的液晶化合物。从此,液晶的应用开始由设想走向现实。美国微电子公司率先宣布,他们发明了一种没有发条、没有游丝、没有机械装置的电子手表,它上面有一小块长方形的屏幕,时间会以数字形式显示在上面。它,就是用液晶作为显示器的手表,里面由电子电路控制着显示屏上的各个小区域,通过电压变化让液晶变暗或变亮,组成闪烁的数字信号。
"一石激起千层浪",液晶电子表问世后,世界各国纷纷开发出用液晶作为显示器的各种产品,如电子钟、电子广告牌等,蜂拥而至,让人目不暇接。
科学家又在设法开发液晶温度计。我们已经知道,在一定的温度范围内,液晶的颜色会发生变化。科学家根据这一性质,研制了在某些温度范围内变色的液晶化合物。然后,按此种化合物数量的不同进行调配。这样,在不同的温度下,就形成了能呈现不同颜色的液晶印刷油墨,再把它印在透明的胶片上,并在相应的位置标上相应的温度值。使用的时候,把这液晶温度计贴在需要测量温度的地方,如机器上,或者皮肤上,这样温度就一目了然了。
现在,人们对液晶最主要的应用是用它来制造显示器。然而,任何材料的用途都是多方面的,因此液晶在其他领域的应用也日益受到人们的重视。可以预料,在不远的将来,液晶材料将会得到更大规模的应用。
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