ในห้องทดลองของเขาในปรากช่วงปลายทศวรรษที่ 1800 นักพฤกษศาสตร์ชาวออสเตรียกำลังศึกษาสารเมื่อเขาค้นพบบางสิ่งที่แปลกประหลาด วัตถุนั้นแข็งที่อุณหภูมิห้อง และเมื่อ ใช้ความร้อน มันก็หลอมละลายที่อุณหภูมิ 145.5 °C เกิดเป็นของเหลวขุ่น จากนั้นที่อุณหภูมิสูงกว่า 178.5 °C ก็ใสอย่างสมบูรณ์ ราวกับว่านั่นยังทำให้งงไม่พอ เมื่อของเหลวใสเย็นลง แทนที่จะเปลี่ยนกลับไปเป็นของเหลวขุ่น
อย่างที่ใคร ๆ
ก็คาดไว้ ในตอนแรกมันเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินและจากนั้นเป็นสีม่วง รู้สึกสับสนจึงเขียนจดหมายถึง นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันในเมือง เพื่อดูว่าเขาสามารถยืนยันและอธิบายข้อสังเกตลึกลับเหล่านี้ได้หรือไม่
สรุปด้วยความช่วยเหลือของกล้องจุลทรรศน์ขั้นสูงว่าของเหลวที่ขุ่นมัวได้เห็นนั้นเป็นสสารชนิดใหม่
ที่สามารถไหลได้เหมือนของเหลว แต่ยังมีผลึกขนาดเล็กที่มองด้วยตาเปล่าได้เหมือนของแข็ง เลห์มันน์ตั้งชื่อสารนี้ว่า “ผลึกเหลว” ซึ่งเป็นคำที่ติดปากตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ตอนนี้เราทราบแล้วว่าผลึกเหลวมีหลายประเภท ประเภทที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยโมเลกุลคล้ายแท่งที่เรียงตัวขนานกัน
ผลึกเหลว เหล่านี้ถูกใช้ในแล็ปท็อป คอมพิวเตอร์ และหน้าจอสมาร์ทโฟนจำนวนนับไม่ถ้วน ซึ่งเป็นรากฐานของอุตสาหกรรมจอภาพที่มีมูลค่าหลายพันล้านดอลลาร์ ในปี ค.ศ. 1920นักผลึกศาสตร์ชาวฝรั่งเศสค้นพบว่าของเหลวขุ่นที่ Reinitzer มองเห็นนั้นเป็นผลึกเหลวที่มี “คอเลสเตอรอล”
ซึ่งโมเลกุลของคอเลสเตอรอล-เบนโซเอตที่มีรูปร่างคล้ายแท่งถูกจัดเรียงเป็นชั้นๆ แม้ว่าแท่งจะเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระในแบบ 3 มิติ แต่แท่งเหล่านี้จะชี้ไปตามแกนร่วมเสมอ โดยแกนนี้จะชี้ไปในทิศทางที่บิดเป็นมุมเล็กๆ เมื่อคุณเลื่อนจากชั้นหนึ่งไปยังอีกชั้นหนึ่ง สำหรับของเหลวสีน้ำเงิน ในเวลาต่อมาพบว่า
มีเฟสสีน้ำเงินสามเฟส – เรียกว่า I, II และ III – แต่ละเฟสมีโครงสร้างระดับจุลภาคของตัวเอง ได้เห็นสิ่งเหล่านี้ทั้งหมดแล้ว แต่เนื่องจากไม่สามารถปรับอุณหภูมิของอุปกรณ์ในห้องทดลองดั้งเดิมของเขาอย่างละเอียดได้ เขาจึงไม่สามารถรักษาเสถียรภาพหรือศึกษาระยะต่างๆ ได้คุณสมบัติของแต่ละเฟส
ยังคงเป็น
ปริศนามานานหลายทศวรรษ และจนกระทั่งทศวรรษ 1980 ในที่สุดนักวิจัยก็ระบุโครงสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อนของเฟสสีน้ำเงินสองเฟสคือ I และ II การค้นพบการทำงานภายในของขั้นตอนเหล่านี้จำเป็นต้องมีการวิจัยเชิงวิเคราะห์และเชิงตัวเลขที่สวยงาม โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากกลุ่มที่นำ ในอิสราเอล
ในสหรัฐอเมริกา แต่คุณสมบัติของเฟสสีน้ำเงิน III หรือที่เรียกว่า “หมอกสีน้ำเงิน” ทำให้นักวิทยาศาสตร์นิ่งงัน ทำการรุกล้ำ การทำความเข้าใจขั้นตอนของผลึกเหลวสีน้ำเงินจำเป็นต้องเข้าใจแนวคิดหลักบางประการก่อน เริ่มจากปัญหาที่ดูเหมือนไม่เกี่ยวข้องกันเลย: วิธีปูกระเบื้องห้องน้ำหรือพื้นห้องครัว
กระเบื้องสี่เหลี่ยมหรือสี่เหลี่ยมนั้นเรียบง่ายและทำงานได้ดี และกระเบื้องหกเหลี่ยมก็เช่นกัน อย่างไรก็ตาม กระเบื้องห้าเหลี่ยมไม่ใช่แบบเริ่มต้นที่สมบูรณ์: ไม่มีวิธีใดที่จะจัดเรียงบนพื้นผิวเรียบโดยไม่เว้นช่องว่าง (รูปที่ 1 ก ) ในรูปแบบ 3 มิติ มันเป็นเรื่องที่แตกต่างออกไป: ห้าเหลี่ยมสามารถก่อตัว
เป็นรูปสองเหลี่ยม (รูปที่ 1 ข ) และถ้าคุณปล่อยให้มันโค้งเล็กน้อย ก็จะได้ฟุตบอลพรีเมียร์ลีกปี 2017 (รูปที่ 1 ค .) หากคุณพยายามสร้างลูกฟุตบอลจากรูปหกเหลี่ยม คุณจะพบว่าคุณต้องเพิ่มรูปห้าเหลี่ยมโดยที่รูปหกเหลี่ยมไม่มาบรรจบกัน การพยายามเทสเซลเลตรูปทรงต่างๆ เช่น ห้าเหลี่ยม
บนพื้นผิวเรียบหรือหกเหลี่ยมบนทรงกลมไม่สำเร็จ จะถูกขนานนามว่า “แห้ว” ทางเรขาคณิตหรือโทโพโลยี และนำไปสู่ข้อบกพร่องที่รูปทรงไม่เข้ากันอย่างสวยงาม ปรากฏการณ์เดียวกันนี้ยังพบในผลึกเหลว แม้ว่าโมเลกุลของผลึกเหลวส่วนใหญ่จะจัดเรียงตัวภายในชั้นของมัน แต่ก็มีบริเวณที่ทิศทางของโมเลกุล
ไม่ได้กำหนด
ที่ “ความบกพร่องทางทอพอโลยี” เหล่านี้ โมเลกุลจะชี้ไปทั่วทุกแห่ง ตัวอย่างโครงสร้างข้อบกพร่อง ได้แก่ เม่น, กระแสน้ำวน, ทุ่งสันกลาง และไตรเรเดียส (รูปที่ 2 a – d). คุณสามารถเห็นรูปแบบที่คล้ายกันในลายนิ้วมือของคุณเอง: สันแรงเสียดทานบนนิ้วของคุณเรียงตัวกันแบบเฉพาะที่
แต่ยังมีลักษณะพิเศษ เช่น สันดอนและแกน ซึ่งสันชี้ไปหลายทิศทาง หมายความว่าฟิสิกส์พื้นฐาน (และรูปแบบ) นั้นกว้าง เดียวกัน.เพื่อให้เข้าใจเฟสสีน้ำเงิน ซึ่งตรงข้ามกับเฟสปกติของผลึกเหลว จำเป็นต้องมีอีกขั้นตอนหนึ่ง โมเลกุลผลึกเหลวสามารถสร้างเฟสสีน้ำเงินได้ก็ต่อเมื่อพวกมันเป็น “ไครัล”
กล่าวคือ พวกมันจะดูไม่เหมือนภาพสะท้อนในกระจก เป็นเรื่องบังเอิญอย่างยิ่งที่คลอเลสเตอรอลเบนโซเอตซึ่งไรนิทเซอร์กำลังศึกษาอยู่นั้น ไม่เพียงแต่เป็นผลึกเหลวชนิดแรกที่ถูกสังเกตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงคอเลสเตอรอลด้วย แต่ในขณะที่ผลึกเหลวแบบโคเลสเตอรอลมาตรฐานมีการบิดเป็นเกลียวในแกนเดียว
ในระยะสีน้ำเงิน การบิดสามารถเป็นได้หลายทิศทาง ตัวอย่างเช่น รูปที่ 2 eเป็นการแสดงแผนผังแบบ 2 มิติของ “ทรงกระบอกบิดสองครั้ง” ซึ่งการบิดของโมเลกุลจะล้อมรอบสองทิศทางที่แตกต่างกันประเด็นสำคัญคืออาร์เรย์คู่ขนานของทรงกระบอกบิดคู่ไม่พอดีกัน แทน เช่น ห้าเหลี่ยมบนพื้นห้องน้ำ
หรือหกเหลี่ยมบนทรงกลม ทรงกระบอกแสดงความยุ่งยากและข้อบกพร่องปรากฏขึ้นระหว่างพวกเขา มักจะเป็นไตรราดี เป็นสถานการณ์ที่ไม่เอื้ออำนวยด้านพลังงานเนื่องจากวัสดุไม่ได้อยู่ในสถานะพลังงานที่ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ การขึ้นรูปกระบอกบิดสองครั้งเป็นเพียงกรณีของการทำให้ดีที่สุดจากงานที่แย่
โครงสร้าง เช่น อาร์เรย์ของทรงกระบอกบิดสองครั้งในรูปที่ 2 eซึ่งมีหน้าตัด 2 มิติที่สม่ำเสมอ มีประโยชน์ในการอธิบายที่มาของเฟสสีน้ำเงิน แต่ในทางปฏิบัติ มันจะก่อตัวขึ้นก็ต่อเมื่อมีสนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็กที่แรงเพียงพอเท่านั้น ภายใต้สภาวะปกติ เฟส I และ II สีน้ำเงินจะจัดเรียงทรงกระบอกในแบบ 3 มิติ ในเฟสสีน้ำเงิน I สมมาตรที่ได้คือของโครงตาข่ายลูกบาศก์ธรรมดา และในเฟสสีน้ำเงิน II
Credit : ฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ / สล็อตแตกง่าย
