Libmonster ID: TR-539

Author: Nauka v Sibiri (Science in Siberia), 1999 Prepared by Arkady MALTSEV

Liquid crystals are anisotropic, or variable in their properties (in their optical characteristics in particular) because of the orderly orientation of their molecules. The useful potential of these substances is but little studied-this is a real Klondike for researchers specializing in this field. There are several types of these crystals such as nematic, cholesteric and smectic ones which differ by the position and orientation of their molecules. We shall now consider the first of these three, nematic crystals.

Back in 1888 the Czech chemist F. Reinitzer and his German colleague 0. Lehman took notice of an unusual state or condition of organic derivatives of cholesterol. The crystals of some of them possess two melting points and, accordingly, two liquid states-turbid and transparent. And later on it was Lehman who introduced a new term, "liquid crystals", because these substances possess the main characteristics of their solid counterparts-the anisotropy (variability) of different physical properties (thermal and electrical conductivity, optical parameters, etc.).

In the beginning, however, the discovery caused no sensation among experts and even aroused opposition among some prominent physicists and chemists. The reason for that was fairly simple-the so-called liquid crystals did not fit into the well-established classification according to which all materials had to fall into the three categories, or classes, of liquids, solids and gases. Nevertheless, the enthusiasts went on with their investigations so that the list of newly discovered wonder substances continued to grow at a rapid pace, and by the late 1920s there were more than one thousand of them. And it was then that an attempt was made to formulate a theory of liquid crystals.

An important role in this respect belonged to the Swedish researcher C. Ozeen (who laid the foundation of the present-day physics of liquid crystals) and the German scientists L. Homstein and G. Zoher. The theory formulated by the latter serves to explain practically all of the phenomena occurring with these substances.

A tangible contribution to the studies of liquid crystals was provided by Leningrad physicist V. Frederiks who conducted his studies at the Physico-Technical Institute under the guidance of Academician Abram Joffe (1880-1960). He demonstrated, both in theory and experimentally, that the orientation of nematic liquid crystals in a magnetic field occurs due to diamagnetic(*) anisotropy. And at some critical (threshold) value of tension all of their molecules turn around simultaneously, transforming a liquid crystal film from an opaque to a transparent state.

This work has since been regarded as a classical one and had a strong impact on the progress of research in this branch of physics. Subsequently the processes of reorientation of liquid crystals in magnetic and electric fields came to be known as Frederiks transitions. And the effect itself provided the basis for the development of data-display structures. In other words, if a "driving", or control, field is displayed on a screen in the form of digits, letters or other symbols, when the set-up is switched on, its liquid-crystal array will


* Diamagnetism-property of material to magnetize in an external magnetic field in a direction opposite to that of the field.- Ed.

page 29


generate an exact image of what "was seen".

The studies of Prof. Frederiks laid the foundation of what came to be known as the Leningrad school of liquid-crystal studies. In the subsequent years work in this field was continued in many cities of the former Soviet Union, including Moscow, Kiev, Kharkov, Novosibirsk and Krasnoyarsk. And the 1980s saw a real boom in industrial applications of these substances. They gained preference over all other methods of data display thanks to the small size of such devices, low energy consumption, ease of handling and the low costs involved. Liquid crystal data displays became the chief rival of the clumsy cathode-ray tubes in television and computer technology.

Specialists working in this field came up with a range of new electro-optical materials-what are called liquid-crystal composites which are fine polymer films with droplets of liquid crystals (several microns in size) dispersed within them. This innovation opened up the prospect of producing a new generation of "rapid-action" displays and, later on, TV screens.

What we here call the Krasnoyarsk school of liquid-crystal research originated in the Molecular Spectroscopy Lab of the Kirensky Institute of Physics of the Siberian Branch of the USSR Academy of Sciences in 1957. In the late 1980s local experts working on the development of rapid-action optical electronic devices launched research into new composites. In 1991 they produced what were called ferroelectric(*) liquid-crystal materials (these pioneering studies still retain their priority status among the international scientific community(*)).

Another important contribution came from a team of young scientists at the Krasnoyarsk Research Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences. Thus a research work of Vladimir Presnyakov and Alexander Shabanov - Frederiks Transitions in Bipolar Droplets of Nematics-has received high appraisal. The two scientists studied Frederiks transitions in a nematic material designated as 5 TSB dispersed in polyvinyl butyral(**). Since the molecules of the former have a rod- like form, their reorientation can be easily observed under a polarized microscope, and microphotos and video recordings thereof can also be made if need be. In their experiments the Krasnoyarsk researchers placed a fine polymer film sample between two glass plates with transparent electrodes located inside. The experimental set-up made it possible to change magnetic field strength, thickness of the composite and the technique of its preparation.

These studies have shown: in the composite thus observed threshold reorientation does not occur in its pure form. According to the classical model of Frederiks transition in liquid-crystal drops a simultaneous turn-around of all molecules can take place only under critical stress. And in the given case this was observed only where molecule axes were perpendicular to the direction of the electric field, while in the rest of the droplet volume there was random reorientation.

The above experiment also revealed the peculiarities of the passage of light through a composite film under the effect of the stress applied. In the classical version the characteristics of this parameter are sigmoid. But the Krasnoyarsk researchers saw a distinctly oscillating form thereof. They think this effect to be of purely interferential nature. And so they have made theoretical calculations of this phenomenon and obtained its numerical values which are in good agreement with the experimental data.

All of the above, however, applies to 10-30 u droplets. For thinner samples (1-3 u), even if they are stacked, no interference effects are observed.

The Krasnoyarsk studies have made it possible not only to obtain the main characteristics of the composite material, but also find a way of enhancing its contrast range (here: the ratio of the optical parameters of the material, such as translucence in the "activated" and "deactivated" condition of the material). This can be done by varying film thickness and the size of liquid-crystal droplets so as to improve the quality of the image on displays and TV screens.

The research done by the young Siberian physicists is another step forward in the investigations of what seem to be well-known materials. And since what we call highly organized biological matter, such as cell membranes, has a lot in common with liquid crystals, further research in this field should ultimately bring us closer to unlocking the mysteries of living nature.


* Ferroelectrics- substances which, in the absence of an electric field, possess spontaneous electrical polarization, strongly dependent on external conditions, in a definite temperature range. - Ed.

* See more in: S. Pshirkov, "Science Center in Krasnoyarsk", Science in Russia, No. 2, 1999. - Ed.

** Polyvinyl butyral-synthetic polymer product of interaction of polyvinyl alcohol with butyraldehyde (solid colorless material).-Ed.


© elib.tr

Permanent link to this publication:

https://elib.tr/m/articles/view/TAKING-A-NEW-LOOK

Similar publications: LRepublic of Türkiye LWorld Y G


Publisher:

Turkey OnlineContacts and other materials (articles, photo, files etc)

Author's official page at Libmonster: https://elib.tr/Libmonster

Find other author's materials at: Libmonster (all the World)GoogleYandex

Permanent link for scientific papers (for citations):

TAKING A NEW LOOK // Istanbul: Republic of Türkiye (ELIB.TR). Updated: 08.09.2018. URL: https://elib.tr/m/articles/view/TAKING-A-NEW-LOOK (date of access: 05.03.2026).

Comments:



Reviews of professional authors
Order by: 
Per page: 
 
  • There are no comments yet
Related topics
Publisher
Turkey Online
Istanbul, Turkey
394 views rating
08.09.2018 (2735 days ago)
0 subscribers
Rating
0 votes
Related Articles
ABD'ye Atfedilen Yabancı Liderlerin Ortadan Kaldırılması
17 hours ago · From Turkey Online
ABD hangi devlet liderlerini öldürdü?
19 hours ago · From Turkey Online
Bu makale, yabancı liderleri ortadan kaldırmaya yönelik operasyonlarda ABD’nin katılımı olgusunu inceliyor; 2025–2026 yıllarının dramatik olayları bağlamında yeniden ilgi kazanmıştır — Venezüela Başkanı Nicolás Maduro’nun kaçırılması ve İran'ın Yüksek Rehberi Ali Khamenei'nin ABD-İsrail ortak saldırısında ölümü. Tarihî belgelerin analizi, uzman değerlendirmeleri ve uluslararası hukuk normlarına dayanarak, rejim değiştirmek için baskı yoluyla yöntemler kullanmaya ilişkin ABD yaklaşımlarının evrimi yeniden yapılandırılmaktadır. Resmi siyasi suikastları yasaklayan beyana karşı, bu suikastların yeni yasal gerekçeler altında uygulanmaya devam etmesi arasındaki çelişkiye özel dikkat çekilmektedir.
2 days ago · From Turkey Online
Bu makalede, ABD'nin yabancı liderlerin ortadan kaldırılması operasyonlarına katılımı fenomeni ele alınmaktadır; bu fenomene 2025–2026 yıllarını kapsayan çarpıcı gelişmeler — Venezuela Cumhurbaşkanı Nicolás Maduro'nun kaçırılması ve İran'ın Yüce Lideri Ali Hamaney'in ABD-İsrail saldırısı sonucunda hayatını kaybetmesi — nedeniyle yeni bir yankı kazandırmıştır. Geçmiş belgelerin analizi, uzman değerlendirmeleri ve uluslararası hukuk normlarına dayanarak, ABD'nin rejim değişikliği amacıyla güç kullanma yaklaşımlarının evrimi yeniden yapılandırılmaktadır. Özel dikkat, resmi olarak politik suikastları yasaklayan yasağa rağmen, bu uygulamaların yeni hukuki gerekçeler altında sürdürülüyor olması arasındaki çelişkiye odaklanmaktadır.
3 days ago · From Turkey Online
Bu makale, Rusya'nın nükleer birinci darbe ile Amerika Birleşik Devletleri'ni yok etme kapasitesine sahip olup olmadığını ve bunun yıkıcı bir misilleme tepkisini başarıyla önleyip önleyemeyeceğini belirleyen kritik stratejik sorunu inceliyor. Açık kaynak istihbaratı, stratejik kuvvet konumları, resmi açıklamalar ve uzman yorumları analizine dayanarak, bu çalışma bu sorunun teknik, operasyonel ve doktrinsel boyutlarını çözümlemektedir. Özellikle Rus stratejik kuvvetlerinin yapısına, ABD'nin nükleer üçlüsünün ve erken uyarı sistemlerinin yeteneklerine, "Perimeter" gibi otomatik misilleme sistemlerinin rolüne ve onlarca yıldır ABD-Rusya ilişkilerini tanımlayan temel stratejik istikrar paradigmasına özel dikkat ayrılmaktadır.
4 days ago · From Turkey Online
Bu makale, modern askeri envanterde en çok yönlü ve yaygın olarak kullanılan hassas güdümlü silahlardan biri olan Tomahawk kruiz füzesinin kapsamlı bir incelemesini sunuyor. Resmi savunma kaynaklarının analizi, tarihî savaş kayıtları ve teknik özelliklerin incelenmesine dayanarak makale, bu silah sisteminin evrimini, tasarımını ve stratejik rolünü yeniden ele alıyor. Özellikle rehberlik teknolojisi, savaş geçmişi, son dönemde Block V varyantlarına yönelik modernizasyon ve Ukrayna'ya transferinin jeopolitik sonuçları üzerinde yoğunlaşılmıştır.
4 days ago · From Turkey Online
Bu makale, İsrail'in komşu devletlerle ve aktörlerle olan karmaşık ve kalıcı çatışmalarının doğasını inceler. Tarihsel olaylar, siyasi açıklamalar, uluslararası anlaşmalar ve çağdaş jeopolitik analizlerin bir analizine dayanarak, makale sürekli savaş ve gerilimin çok yönlü nedenlerini yeniden ele alır. Özellikle temel ideolojik ve toprak anlaşmazlıklarına, 1967 Savaşı'nın etkisine, Filistin meselesinin rolüne, devlet dışı aktörlerin yükselişine ve son dönemde 'Büyük İsrail' söyleminin yeniden canlanmasına özel dikkat ayrılır. Analiz ayrıca geleneksel barış ortakları Mısır ve Ürdün ile yaşanan gergin ilişkileri ve 2023–2026 savaş bağlamında İbrahim Anlaşmaları çerçevesine yönelik zorlukları da kapsar.
Catalog: История 
7 days ago · From Turkey Online
Bu makalede, siviller için özel bir insani tehdit oluşturan bir silah türü olarak antipersonel mayınları olgusu ele alınmaktadır. Uluslararası antlaşmaların, istatistiksel verilerin ve tarihsel kanıtların analizi temelinde, bu silahın sivil nüfus üzerindeki etkileri, bu silahın yasaklanması yönündeki uluslararası toplumun çabaları ve Ottawa Sözleşmesi'nden bazı devletlerin çıkışıyla ilişkili güncel eğilimler bütüncül olarak yeniden yapılandırılmaktadır. Bu çalışma özellikle antipersonel mayınlarının tanımlanması, sınıflandırılması, kullanım geçmişi ve konunun mevcut durumuna odaklanmaktadır.
7 days ago · From Turkey Online
Bu makale, Holokost'un tarihsel belleğinin Gazze Şeridi'ndeki Filistinli nüfusa yönelik İsrail'in politikalarını nasıl etkilediği konusundaki karmaşık ve acı verici soruyu inceliyor. Kamu tartışmaları, siyasi açıklamalar, insan hakları örgütlerinin tutumları ve akademik tartışmaların analizi temelinde, Yahudi halkının kolektif travması ile İsrail'in 7 Ekim 2023'ten sonra başlayan askeri operasyonu sırasında aldığı önlemler arasındaki çok yönlü ilişki sorununu yeniden yapılandırıyor. Özellikle tarihsel analojilerin kullanılma olgusu, 'soykırım' teriminin uygulanabilirliği konusundaki tartışmalar ve felaket yaşamış bir toplumun karşı karşıya kaldığı ahlaki ikilem üzerinde özel bir dikkat ayrılmıştır.
9 days ago · From Turkey Online
Bu makalede, Holokost'un tarihsel hafızasının İsrail Devleti'nin Gazze Şeridi'ndeki Filistinli nüfusa yönelik politikasını nasıl etkilediği konusunda karmaşık ve acı verici bir konu ele alınmaktadır. Toplumsal tartışmaların, politikacıların açıklamaları, insan hakları örgütlerinin tutumları ve akademik tartışmaların analizine dayanılarak, Yahudi halkının kolektif travması ile İsrail'in 2023 yılının Ekim ayından sonra başlayan askeri kampanya sırasında yaptığı eylemler arasındaki çok yönlü ilişki yeniden yapılandırılmaktadır. Özellikle tarihsel analojilerin kullanılma olgusu, 'soykırım' teriminin uygulanabilirliği konusundaki tartışmalar ve felaketi yaşamış toplumun karşı karşıya kaldığı ahlaki ikilem üzerinde özel olarak durulmaktadır.
9 days ago · From Turkey Online

New publications:

Popular with readers:

News from other countries:

ELIB.TR - Turkish Digital Library

Create your author's collection of articles, books, author's works, biographies, photographic documents, files. Save forever your author's legacy in digital form. Click here to register as an author.
Library Partners

TAKING A NEW LOOK
 

Editorial Contacts
Chat for Authors: TR LIVE: We are in social networks:

About · News · For Advertisers

Turkish Digital Library ® All rights reserved.
2023-2026, ELIB.TR is a part of Libmonster, international library network (open map)
Preserving the Turkish heritage


LIBMONSTER NETWORK ONE WORLD - ONE LIBRARY

US-Great Britain Sweden Serbia
Russia Belarus Ukraine Kazakhstan Moldova Tajikistan Estonia Russia-2 Belarus-2

Create and store your author's collection at Libmonster: articles, books, studies. Libmonster will spread your heritage all over the world (through a network of affiliates, partner libraries, search engines, social networks). You will be able to share a link to your profile with colleagues, students, readers and other interested parties, in order to acquaint them with your copyright heritage. Once you register, you have more than 100 tools at your disposal to build your own author collection. It's free: it was, it is, and it always will be.

Download app for Android