دانلود پایان نامه ارشد درمورد تکنولوژی و مقایسه


Widget not in any sidebars
در حالتی که علاوه بر نظم جهتی، نظم مکانی در بلور بر قرار باشد فاز بلور مایع، اسمکتیک است. در این فاز، مولکولها میتوانند حول یک محور دوران کنند. در فضای بین لایهها، نیروی جاذبه در مقایسه با نیروی بین مولکولها بسیار ضعیف است و لایهها قادر هستند که به راحتی روی یکدیگر حرکت کنند. بلورهای مایع اسمکتیک، ساختار لایهای دارند. دو نوع نظم جهتی و انتقالی بلند برد برای این نوع بلور مایع وجود دارد. مرکز جرم مولکولها روی صفحاتی قرار میگیرد که این صفحات بر محور برگزیده عمود هستند. فاصلهی بین دو صفحه به اندازهی فاصلهی مولکولی تخمین زده میشود و فرض بر این است که این تراکم به صورت دلخواه در صفحات هم سطح حرکت میکنند. فاز اسمکتیک از لحاظ اپتیکی تک محوری است و الگوی پراش پرتو x شامل تک حلقهی نازک مطابق با فضای بین صفحهای، تقریباً 20 انگسترم میباشد. نگارههای زیر وضعیت ممکن که مولکولها میتوانند در آن قرار گیرند را به نمایش میگذارد.
(الف) (ب)
نگارهی1-1 : نمایشی از (الف) بلور مایع و (ب) جامد بلوری
(الف) فاز نماتیک

(ب) فاز اسمکتیک
(ج) فاز ایزوتروپیک
نگارهی1-2 : نمایشی از فازهای بلور مایع

(الف)فاز اسمکتیک A (ب)فاز اسمکتیک B

(ج)فاز اسمکتیک C (د)فاز اسمکتیک D
نگارهی1-3 : نمونه فازهای اسمکتیک. در هر شکل قسمت سمت راست نمای بالایی و قسمت سمت چپ نمای رو به روی مولکولها است.
1-3 کاربردهای بلور مایع
شرط لازم برای تشکیل بلور مایع مولکولی، ناهمسانگردی قوی در شکل آن (داشتن شکل پهن یا میلهای) است و گذار فاز آن میتواند باتغییر دما (ترموتراپیک) یا با تغییر چگالی (لیوتراپیک) انجام گیرد.
ساختارهای بلورین مایع لیوتراپیک و ترموتراپیک نقش مهمی را در بیوفیزیک، زیستشناسی سلولی و تولید DNA ایفا میکند. همهی غشاهای سلولی، بلور مایع لیوتراپیک هستند. بیرونیترین لایهی پوست یک بلور مایع لیوتراپیک ساخته شده از اسیدهای چرب است. مغز و عصب نیز از مزوژنها غنی هستند. ترموگرافی بلور مایع کلستریک مؤثرترین روش برای پزشکان است تا منافذ زیر پوست را ببینند.
با توجه به مایع بودن و آرایش مولکولها، بلورهای مایع میتوانند اشکال و جهتگیریهای مختلفی داشته باشند و همین امر موجب بروز خواص فیزیکی متنوعی شده که امروزه کاربرد زیادی در صنعت و تکنولوژی پیدا کرده است. از آنجا که بلورهای مایع نسبت به دما بسیار حساس هستند، انتخاب مناسبی برای استفاده در دماسنجها میباشند.
از جمله موارد استفاده از بلور مایع در صنعت، ساخت نمایشگرهای بلور مایع تحت عنوان LCD میباشد. لپتاب، برخی مانیتورها، ساعتهای دیجیتالی، ماشین حساب، اجاقهای ماکروویو، دستگاههای پخش سیدی و دستگاههای الکترونیکی دیگر شامل LCD ها هستند.
LCD ها به دلیل مزیتهایی از قبیل نازک بودن، وضوح بیشتر و مصرف برق کمتر متداول شدهاند. از ساخت آزمایشی اولین LCD در سال 1986، مدت 25 سال میگذرد. از آن هنگام سازندگان LCD ها، آنها را از لحاظ فناوری توسعه دادهاند و LCD ها را از لحاظ فنی به سطح بالایی رساندند و روند ساخت آن، همچنان رو به فزونی است.
نگارهی1-4: کاربردهایی از بلور مایع
1-4 طرز کار LCD
یک LCD وسیلهای است که از 4 الگو یا واقعیت فیزیکی بهره میگیرد. اول این که نور میتواند قطبیده شود، دوم این که بلور مایع میتواند منتقل شود و نور قطبیده را تغییر دهد، سوم این که ساختار بلور مایع میتواند از سوی جریان الکتریکی تغییر یابد و آخرین مورد این که مواد شفافی موجودند که قادرند جریان الکتریسته را هدایت کنند.
برای ساخت LCD، ابتدا نیاز به دو شیشهی قطبیده داریم. روی طرفی از شیشه که قطبیده نشده است، مادهای پلاستیکی کشیده میشود. این ماده باعث میشود شبکههایی روی سطح شیشه ایجاد شود. سپس روی این لایهی پلاستیکی، لایهای از بلور مایع نیز کشیده میشود. شبکههای تشکیل شده از پلاستیک، به بلور مایع شکل میدهد. سپس صفحههای شیشهای قطبیده شده را که با روکشهای پلاستیکی و بلوری آماده شدهاند را در ردیفهای عمودی و افقی، در مقابل یکدیگر قرار میدهند. با عبور نور از هر کدام از لایهها، سرعت و زاویهی شکست آن تغییر میکند. در انتها، اگر زاویه و جهتگیری نور با شبکهی تشکیل شده از پلاستیک، روی صفحهی انتهایی مطابق باشد، نور عبور میکند.
بلور مایع به کار برده شده در LCD ها نماتیک پیچ خورده است. با القای جریان به بلور مایع، شکل گره مانند (پیچ خورده) آن باز میشود. در این حالت، نور را در زاویه و جهتگیری متفاوت با خطوط شبکه مانند لایهی بیرونی، قرار میدهد و نور را از خود عبور نمیدهد و آن قسمت از بلور، تاریکتر به نظر میرسد. بلور مایع به هیچ عنوان از خود نور گسیل نمیکند، به همین دلیل برای تشکیل تصویر به غیر از القای جریان، به منبع خارجی نور نیاز داریم.
برای درک بهتر این مطلب، به یک ساعت دیجیتالی نگاه کنید. قسمتی از صفحه که اعداد در آن نمایش داده نمیشوند، روشن است. این نوع صفحههای LCD معمولاً دارای منبع نور خارجی نیستند و تنها نور محیط را بازتاب میکنند. سپس با القای جریان در بلور مایع از انعکاس نور در قسمتی که میخواهیم آن را نمایش دهیم، جلوگیری میکنیم و به جای ایجاد تصویر با روشن کردن یا خاموش کردن مناطقی از صفحهای روشن، تصاویر را نمایش میدهیم.
نگارهی1-5 : ساعت دیجیتالی