10 ю,10Па

0 5

Рис. 5.16. Зависимость длины волны селективно отраженного света % от давления

Сжимаемость ХЖК приводит к сдвигу длины волны р.ассеян-ного света в синюю область По теоретической оценке, давление в 10 Па вызывает сдвиг всего на 10 нм [5.62]. Однако экспериментальные исследования показывают значительный сдвиг цвета в красную область ХЖК под давлением (рис. 5.16). Смесь хо лестерилолеилкарбоната и холестерилхлорида, имеющая смектическую фазу, при увеличении давления стремится к большему упорядочению, т. е. происходит пере-- ход холестерической фазы в смектическую, при котором .-оо. Положение равновесия между этими двумя фазами очень чувствительно к изменениям давления. Шаг спирали зависит от количества образующихся смектических кластеров, число которых с учетом изменяющегося давления можно определить [5.63].

Изменение цветности при росте давления использовано при создании датчика давления [5.64]. Конструктивно датчик выполнен в виде слоистой структуры герметизированной в кольцевой оправе из опорных пленок, между которыми находится слой ЖК смеси. В нем использовано два типа смесей: 80,1% холестерилолеилкарбоната и 19,9% холестерилхлорида - смесь Б и 74,8%

/ 2 5 ±=±

<- + + + + + + +

H-+ + + + + +++I

оеет JJJ.

свет

Рис. 5.17. Схема получения электрофотографического изображения: 1 - ЖК; 2 - селен; 3 - металл

холестерилолеилкарбоната и 25,2% холестерилхлорМ-да - смесь Л. Смесь Б изменяла цвет от длины волны 400 до 200 нм при изменении давления 0...7-10 Па, смесь Л - от 450 до 700 нм - при 0...14-10 Па.

Влияние давления на изменение цветности ЖК -используется и в электрографическом процессе [5.65, 5.66]. На рис. 5.17 показана последовательность операций при работе устройства. Для исследования бралась стандартная селеновая пластина 2 толщиной 50 мкм, пластину поливали раствором ЖК в петролейиом эфире. После высыхания растворителя образовалась пленка /, которую коронным разрядом заряжали (б) однородно по поверхности. В силу неидеальности ЖК диэлектрика заряды стекают (в); Экспозиция приводит к снятию заряда на экспонированных участках (г) и электростатические поля (до 10 В/см) расталкивают вещество из заряженных зон {д). В месте деформации вместо исходного зеленого Появляется яркий красный цвет. ХЖК могут быть применены и как оптические фильтры.

5.5. ХИМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ХЖК И ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭТИХ СВОЙСТВ

Изучение влияния химических веществ на niar холестерической спирали связано, главным образом, со свойством старения ЖК, а также с возмолностью детектирования некоторых химических веществ. Известно, что ЖК под влиянием кислорода и ультрафиолетового излучения изменяют свои характеристики [5.77]. Проведено сравнение воздействия различных сред и УФ излучения на ЖК пленки [5.67]. Если время старения грубо считать за относительное количество адсорбированных ЖК пленкой газов, то наибольп1ее влияние на температуру селективного рассеяния света оказывает кислород в присутствии УФ излучения (рис. 5.18). Это действие

Рис. 5.18. Зависим.ость температуры селективного отражения света от времени и атмосферы при ?.=550 нм:

1 - УФ излучением; 2 - Oj - Аг; •3-N,

объясняется фотохимическими процессами, происходя-щими в веществе, в результате чего меняется химический состав смеси, а вместе с ним и щаг. Цвет смеси, состоящей из холестерилиодида и холестерилнонаноата (1:1), при облучении УФ сдвигается в синюю область.

Интересно влияние химических примесей на смеси холестерилнонаноата и холестерилхлорида. Экстремально большое влияние объясняется существованием предпереходной области [5.10]. Примеси, раствореннные в ЖК, понижают температуру перехода холестерик - смектик (ХЖСМЖК) пропорционально концентрации растворенной примеси, т. е. ЖК могут растворять или реагировать на некоторые вещества. На этом принципе построены анализаторы веществ на основе ХЖК. Если изменения обратимы, влияние химических агентов ку мулятивно, т. е. эффект усиливается при дополнительном воздействии [5.68]. Анализаторы выполняются в форме, удобной для контролируемого технологического процесса. Это плоские пластины со сплошным или в форме мозаики слоем кристаллов, которые могут вводиться в хроматографическую колонну и другие аппараты. Так, например, смесь 50% холестерилацетата и 50% холестерил бензоата, нанесенная слоем 10 мкм на подложку, имеет при комнатной температуре красный цвет. Пары бензина и трихлорэтилена меняют цвет пленки на синий, пары хлороформа усиливают красный цвет. Для оценки количественной характеристики воздействия газов и жидкостей на ЖК применяются методы спектро-фотометрии. На основе этой оценки разрабатываются селективные индикаторы [5.3]