A denominação cristal liquido talvez ainda possa ser incomum para muitas pessoas, mas certamente a utilização dessas substâncias em materiais de alcance geral não a é. Diversos aparelhos de nosso cotidiano utilizam cristais líquidos para seu funcionamento, como os monitores, por exemplo, que vão desde uma simples calculadora portátil até um televisor de alta capacidade de produção de imagens.
A química de um cristal líquido é relativamente simples, e fácil de ser explicada. Geralmente tratam-se de moléculas longas, semelhantes a tubos. Quando essas moléculas se encontram na fase líquida, não apresentam orientação estabelecida, ou seja, seu comportamento é aleatório (randômico). Quando constituem uma fase líquida que pode ser denominada de cristalina, suas moléculas já passam a apresentar uma certa organização molecular. Então se tem um cristal líquido.
Um cristal líquido, sob certa organização molecular, pode ser classificado como nemático, esmético ou colestérico, dependendo fundamentalmente da orientação especifica de suas moléculas constituintes, conforme pode ser observado na figura abaixo.
Diferentes formações de um cristal liquido.
- Cristais líquidos nemáticos: nesse tipo de orientação, as moléculas estão alinhadas de modo paralelo, ou seja, ao longo de seus eixos mais longos. Nessa estrutura, não há organização em relação à parte lateral da molécula. Seria como alguém segurando uma porção de canetas, não alinhadas entre si.
- Cristais líquidos esméticos: nesse tipo de orientação, além da paralela existente nos cristais líquidos nemáticos, ocorre também uma maior organização com relação à extremidade das moléculas. No exemplo acima, as canetas estariam mais alinhadas com relação às suas pontas. Esse tipo de cristal líquido pode apresentar as moléculas alinhadas perpendicularmente em relação umas às outras ou ainda inclinadas com relação às camadas de empilhamento molecular, sem, no entanto, ocorrer alterações significativas em suas propriedades.
- Cristais líquidos colestéricos: um cristal líquido do tipo colestérico apresenta um alinhamento molecular ao longo dos eixos, conforme o modelo nemático. A diferença é que há uma organização em camadas, de modo que em cada plano as moléculas estão torcidas umas em relação às outras. A denominação adotada provém do colesterol, visto que muitos de seus derivados adotam essa estrutura.
Devido a sua natureza, os cristais líquidos colestéricos apresentam um maior número de aplicabilidade, uma vez que sua organização molecular sob a forma de um espiral torna possível que alterações de temperatura e pressão alterem a ordem de suas camadas, e, consequentemente, sua coloração. Podem assim ser utilizados para o monitoramento de temperaturas, sendo que alguns termômetros utilizam tais moléculas como principio de funcionamento.
Referências: ATKINS, Peter; JONES, Loreta; Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente, Porto Alegre: Bookman, 2001.