Головна

рідкокристалічний стан

  1. агональному стані
  2. АГРЕГАТНЕ СТАН РЕЧОВИНИ
  3. Взаємозв'язок геомеханічних процесів з методами ведення гірських робіт і природним геомеханічних станом масиву.
  4. Взаємозв'язок між фізіологічним станом людини і типом
  5. Вид маркетингу також визначається станом попиту.
  6. Вплив девальвації на стан валютного ринку
  7. Вплив деяких умов і характерних особливостей навчального праці студента на стан його організму і працездатність

Для кристалічного стану характерні твердість і анизотропность властивостей, а для рідкого стану - плинність і изотропность властивостей. Зазвичай кристалічні речовини при нагріванні до температури плавлення пл) відразу переходять в одне рідну прозору рідину. Однак при плавленні деяких кристалічних речовин при Tпоч. пл утворюється неоднорідна (каламутна) рідина, яка володіє анізотропними властивостями. Тільки при підвищенні температури до Тпросв (Температури просвітління) ця рідина стає повністю прозорою і ізотропної. Подібна поведінка можливо для речовин, молекули яких мають сильно витягнуту (стержнеобразную) або дискообразную форму. Такі молекули характеризуються сильно збільшеними розмірами вздовж однієї або двох осей відповідно і називаються анізометріческімі. Енергія міжмолекулярних взаємодій анізометріческіх молекул сильно залежить від взаємної орієнтації сусідніх молекул.

Серед природних сполук сильно витягнуту форму мають молекули вищих жирних кислот, фосфоліпідів, гліколіпідів, а дискообразную - молекули стероїдів, холестерину і жовчних кислот. Для окремих фрагментів молекул біополімерів: білків, нуклеїнових кислот і полісахаридів - також може бути характерна анізометрічность. Анізометрічность молекул перерахованих природних речовин, обумовлена ??їх формою, посилюється при наявності в їх структурі одночасно неполярних і полярних фрагментів. При плавленні речовин, молекули яких анізометрічни, при Тнач.пл. відбувається часткове руйнування далекого порядку в кристалах, в результаті виникає стан, для якого одночасно властиві і плинність, і анизотропность властивостей. Плинність пояснюється тим, що в системі, як у звичайній рідини, є окремі частинки, дрібні асоціати з них і порожнини між ними, постійно переміщаються і взаємодіючі між собою. Анизотропность властивостей обумовлена ??наявністю в системі більших ассоциатов, що мають впорядкованість, близьку до кристалічної, і певну взаємну орієнтацію осей симетрії цих частинок, що зберігається навіть при переміщенні їх відносно один одного. Подібна впорядкованість і узгодженість в русі таких асоціатів зникає тільки при підвищенні температури до Тпросв, Коли великі асоціати перетворюються в дрібні і речовина переходить в істинно рідкий стан з ізотропним властивостями. Таким чином, в інтервалі температур від Tпоч. пл до Tпросв речовини, молекули яких анізометрічни, знаходяться в стані, званому рідкокристалічним (Рис. 3.5).

 
 

Стан речовини, що характеризується наявністю одночасно властивостей і рідини (текучість) і кристала (анизотропность), називається рідкокристалічним станом. З позиції фазового стану рідкокристалічний стан є мезофаза (або сукупністю мезофаз), для якої характерна певна динамічна впорядкованість анізометрічних ассоциатов. рідкокристалічний стан

Мал. 3.5. Фазові переходи і властивості конденсованих агрегатних станів для речовин, молекули яких анізометрічни характеризується впорядкованістю, проміжної між кристалом і рідиною.

Ширина температурного інтервалу існування рідкокристалічного стану T = Tпросв - Тпоч. плтим більше, ніж сильніше відмінність в енергіях міжмолекулярної взаємодії у анізометрічних молекул або анізометрічних молекулярних асоціатів уздовж їх довгої осі і перпендикулярно до неї.

Досягнення рідкокристалічного стану у речовин за рахунок їх плавлення називають термотропіей. В організмі за рахунок термотропіі підтримується рідкокристалічний стан фосфоліпідів, гліколіпідів, холестерину в клітинних і внутрішньоклітинних мембранах. Залежно від типу впорядкованості анізометрічних ассоциатов в мембранах реалізуються різні мезофази рідкокристалічного стану, а перехід між ними здійснюється при певній температурі, званої температурою фазового переходу (зазвичай другого роду), яку часто неправильно називають температурою плавлення.

Отримання рідкокристалічного стану шляхом розчинення речовин, молекули яких анізометрічни і дифільної, т. Е. Містять і гідрофобний (неполярний) і гідрофільний (полярний) фрагменти, називається ліотропіей. Отже, Ліотропні рідкокристалічний стан відноситься не до чистого речовини, а до його колоїдному розчину, т. Е. До системи речовина + розчинник  колоїдний розчин. У колоїдних розчинах таких речовин рідкокристалічний стан виникає при концентраціях вище порогової, коли з цих речовин за участю молекул розчинника утворюються рухливі асоціати, звані мицеллами (розд. 27.3). У великих мицеллах є ближній і частково дальній порядок, вони можуть мати анізометрічную форму, і тоді в русі мицелл відносно один одного через взаємодію між ними можлива певна динамічна впорядкованість в деякому температурному інтервалі. Таким чином, подібні колоїдні розчини знаходяться в рідкокристалічному стані, так як володіють всіма характерними ознаками цього стану. Це дозволяє вважати, що рідкокристалічний стан характерно для колоїдних систем, в яких спостерігається динамічна впорядкованість в русі і розташуванні їх анізометрічних мицелл.

Третій шлях освіти рідкокристалічного стану в системах, здатних перебувати в цьому стані, полягає в індукуванні рідкокристалічного стану під впливом електричних, магнітних і акустичних полів. За рахунок індукції в рідкокристалічних системах можуть відбуватися поліморфні перетворення, т. Е. Перехід однієї мезофази в іншу, відмінну динамічної впорядкованістю анізотропних ассоциатов (табл. 3.3). Можливо, саме цей шлях виникнення або зміни рідкокристалічного стану в тканинах нашого організму лежить в основі ефективності багатьох фізіотерапевтичних процедур, що використовуються в медичній практиці.

Властивості речовин, що знаходяться в рідкокристалічному стані, залежать не тільки від звичайних факторів (складу, структури молекул і характеру їх взаємодії), а й від взаємного розташування їх асоціатів відносно один одного, від узгодженості і динаміки їх руху. Останні чинники, що забезпечуються тільки за рахунок слабких (0,5-4 кДж / моль) міжмолекулярних взаємодій між анізометрічнимі асоцоатами, дуже чутливі до змін в значенні і напрямку чиниться впливу: змін температури або тиску, електричним, магнітним і акустичним полях, т. Е . до просторовим і тимчасовим градиентам відповідних фізичних параметрів. Це дає можливість навіть при слабкому зовнішньому впливі температури, тиску, електричних, магнітних або інших полів змінювати впорядкованість в розташуванні і узгодженість в русі частинок речовин, що знаходяться в рідкокристалічному стані, що може викликати зміну інших властивостей речовин - оптичних, електричних, хімічних, а також їх біологічних або фізіологічних функцій. Можливо, саме з цим пов'язана велика чутливість нашого організму до протягам і здатність його до "загартуванню" при процедурах з контрастним температурним режимом.

Висока лабільність оптичних і електричних властивостей речовин, що знаходяться в рідкокристалічному стані, давно встановлена ??і вже широко використовується на практиці. На основі речовин, здатних утворювати рідкокристалічний стан (рідкі кристали) і змінювати орієнтацію частинок під дією електричного поля, в приладобудуванні створені екрани для реєстрації різної інформації (в годинах, вимірювальних приладах, кишенькових обчислювальних машинах).

Похідні холестерину, які, перебуваючи в рідкокристалічному стані, змінюють свій колір залежно від температури, використовують при термографічному вивченні поверхні тіла людини. Цей метод дозволяє виявити тромби у венах і артеріях і злоякісні пухлини молочних залоз за рахунок температурних відмінностей між нормальним і патологічним станом відповідної ділянки тіла.

Природні сполуки: вищі жирні кислоти, фосфоліпіди, гліколіпіди, стероїди, холестерин, жовчні кислоти, білки, нуклеїнові кислоти і полісахариди, розчинені у воді або в біологічних і фізіологічних середовищах, - можуть перебувати в рідкокристалічному стані. З цим станом різних биосубстратов пов'язані найважливіші функції живого організму: рух, метаболізм, енергетичний обмін і інші. Тому при описі властивостей внутрішньо- і міжклітинних рідин, різних мембран і тканин (крові, головного і спинного мозку, м'язів, шкіри, сухожиль, хрящів) необхідно враховувати, що їм можуть бути властиві властивості рідкокристалічного стану. Основу рідкокристалічного стану різних биосубстратов в організмі становить рухливість їх анізомет-ковий ассоциатов або окремих груп і фрагментів в молекулах біополімерів. При цьому для них можливий великий набір різних рідкокристалічних станів, т. Е. Мезофаз, що відрізняються по упорядкованості і динамічності їх компонентів. Частина цих станів (мезофаз) забезпечує нормальні фізіологічні функції, а інші - викликають патологію.

Життєдіяльність вищих живих істот, у тому числі і людини, пов'язана з постійною зміною в певних межах впорядкованості та динамічності в тканинах окремих органів, т. Е. З безперервними фазовими переходами другого роду, що відбуваються в даних тканинах. Це проявляється в здатності змінювати температуру в окремих тканинах і викликати в них стан розслабленості або напруженості як рефлекторно, так і за бажанням самої людини. Крім того, оскільки більшість биосубстратов мають заряди, то їх рідкокристалічні стану є причиною виникнення електричних і електромагнітних полів в тканинах, органах і у всього організму в цілому. Причому характеристики цих полів як за величиною, так і за направленням можуть значно змінюватися в часі через специфіку рідкокристалічного стану. Ймовірно, саме ця особливість живих організмів дозволяє приписувати їм особливе поле - "біополе", яке в дійсності є сукупністю теплових, електричних, електромагнітних і акустичних полів, характеристики яких, включаючи інтенсивність, частоту, поляризацію і напрям, змінюються в часі. Тому при дослідженні цих особливостей живих систем необхідно використовувати апаратуру, яка містить джерела і приймачі поляризованих випромінювань, переважно слабкої інтенсивності (наприклад, поляризаційний мікроскоп).

Оскільки для тканин організму характерно рідкокристалічний стан, то ця особливість лежить в основі їх чутливості до впливу електричних, електромагнітних, магнітних і акустичних полів, включаючи коливання звичайного звукового діапазону, а також інфраструктури та ультразвуку. Саме рідкокристалічний стан тканин живих організмів дозволяє пояснити вплив на них так званих екстрасенсів. Ці люди, ймовірно, здатні викликати, в більшій мірі, ніж звичайні люди, зміни в упорядкованості, узгодженості і динаміці руху компонентів рідкокристалічного стану тканин свого організму і тим самим, за допомогою сукупності відповідних полів, індукувати зміни в рідкокристалічному стані тканин іншої людини, а отже, впливати на їх біологічні і фізіологічні функції.

Живі об'єкти в значній мірі представляють собою складні рідкокристалічні системи, які характеризуються динамічним впорядкованістю і надзвичайно чутливі до впорядкованості в розташуванні і русі частинок і впливу різних фізичних полів як в самих системах, так і поза ними. Це дозволяє розглядати живі організми як приймачі, чутливі до змін впорядкованості руху матерії в навколишньому світі, і як джерела, що впливають на неї. Подібна особливість живих об'єктів може дозволити пояснити багато явищ живого світу, включаючи загадкові.



Попередня   93   94   95   96   97   98   99   100   101   102   103   104   105   106   107   108   Наступна

Спорідненість до електрона | Відносна ЕЛЕКТРОНЕГАТИВНІСТЬ | ковалентних зв'язків | МЕХАНІЗМИ ВИНИКНЕННЯ ковалентних зв'язків | ОСОБЛИВОСТІ ковалентних зв'язків | іонна зв'язок | МЕТАЛЕВА ЗВ'ЯЗОК | міжмолекулярної взаємодії | АГРЕГАТНЕ СТАН РЕЧОВИНИ | ТВЕРДОЕ СТАН |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати