Удивительный мир

Статистика, которая знает все, утверждает, что люди в наше время живут значительно дольше, чем прежде. А вещи наоборот — их век стал короче. И дело не в прочности. Просто хорошее вытесняется лучшим, старое — новым.

Может быть, поэтому мы почти разучились удивляться тем сюрпризам, которые преподносит нам технический прогресс. Но все же кто откажется заглянуть в будущее? Узнать, какими будут новые поколения вещей через пять... десять лет...

Так вот, по мнению ученых, облик грядущего в немалой степени определят... жидкие кристаллы. Им прочат завидную судьбу. Жидкие кристаллы могут сыграть в технике не меньшую роль, чем полупроводники, устроившие сравнительно недавно революцию в электронике.

Что же это за вещества, название которых звучит так же странно, как «горячий лед» или «соленый сахар»? Исчерпывающий ответ на этот вопрос можно получить в одной из лабораторий Института кристаллографии Академии наук СССР, где изучают сейчас их свойства и структуру.

Кристалл — это прежде всего твердое тело. Более того, почти все твердые тела кристалличны. Но внешняя форма, строгая геометрия — вовсе не самая главная черта кристаллов, важнее их внутренние свойства.

Кристаллы в отличие от аморфных тел способны проводить свет, тепло и электрический ток по-разному, в разных направлениях. В одних — лучше, в других — хуже. Так вот оказалось, что такими же свойствами обладают при определенных условиях и некоторые жидкости. Причем их оптическая активность, например, иногда в тысячи раз выше, чем у твердых кристаллов. Они и были названы жидкими кристаллами.

Молекулярная структура этих веществ является как бы промежуточной между всеобщим порядком в твердых кристаллах и полным беспорядком аморфных тел, в которых молекулы перемещаются хаотически в случайных направлениях. По существу, жидкие кристаллы — особое состояние вещества, переходное между твердым и жидким. В этих переходных состояниях современная наука видит огромные возможности.

Такая молекулярная структура — чрезвычайно тонкий чувствительный механизм, созданный природой. Она подвижна и реагирует на любое пусть самое малое воздействие: меняет оптические свойства жидких кристаллов. И проявляется это зримо и наглядно мгновенным изменением окраски.

Для этого достаточно чуть коснуться вещества рукой. Одна фирма выпустила даже любопытную игрушку: надавишь пальцем — появляется новый узор. Чувствительны жидкие кристаллы и к нагреву, они могут мгновенно регистрировать перепады температур в сотые доли градуса.

Жидкие кристаллы отлично реагируют изменением цвета на невоспринимаемые людьми ультразвуки. Особенно велика их химическая чувствительность. Присутствие в воздухе ничтожного количества паров определенных веществ обязательно вызовет изменение окраски кристаллов. Так что жидкие кристаллы — это и осязание и слух...

Кроме того, их структура чувствительна также и к действию электрического и магнитных полей. Благодаря этому эффекту на жидких кристаллах создано стекло, которое по нашей воле может быть то прозрачным, то матовым.

...Прошли те времена, когда жидкие кристаллы считались лабораторным курьезом, диковинкой. Сейчас они уже начинают входить в большой мир, в практику.

Были разработаны специальные жидкокристаллические вещества для медицинской диагностики. Методика применения этих веществ создана в Ивановском медицинском институте. Она очень проста.

Чтобы исследовать внутренний орган, на соответствующий участок кожи наносится сначала слой черной краски, а затем слой жидкокристаллического вещества. Очаг внутреннего воспаления выявляется ярким цветовым пятном.

Так довольно точно определяют границы опухолей и другие заболевания, связанные с локальным повышением температуры. Практика показала, что жидкие кристаллы весьма эффективно помогают обнаружить ранние стадии многих заболеваний, наметить пути лечения, следить за его ходом. И. Чистяков и Ю. Герусов — пионеры применения жидких кристаллов в медицине у нас в стране. Сейчас их метод перенимают врачи других клиник.

В технике жидкие кристаллы применяются еще очень мало. Инженеры-практики, к сожалению, не так уж много и знают о них, а между тем возможности применения этих веществ бесконечно разнообразны.

Как отыскать, например, в сложной интегральной радиосхеме, в хитром переплетении проводников дефекты монтажа — плохие контакты или пробои. С помощью жидких кристаллов сделать это довольно легко. Изменением цвета они сообщат и точках дефектов. Так можно выявлять и внутренние дефекты особо ответственных деталей.

Простые и надежные датчики температур, светофильтры, мгновенно меняющие свой цвет, поляроиды и другие оптические приборы, высокочувствительные индикаторы — для жидких кристаллов уже найдено довольно много профессий. Но главное впереди...

Известно, что сегодня серийно выпускаются электронно-вычислительные машины, лицо которых определили полупроводники. Но пройдет время, и в ЭВМ, по мнению специалистов, основную работу будет выполнять не электрический ток, а луч света, мчащийся неизмеримо быстрее. Жидкие кристаллы вместе с лазерами станут тогда неотъемлемыми элементами электронно-вычислительных машин...

Еще одна оригинальная идея... Сейчас световое табло — это весьма сложное, дорогое и капризное устройство. Каждая светящаяся точка — лампочка. И вот эти сотни, тысячи лампочек может заменить слой жидкого кристалла. Электрический ток заставит его вспыхивать словами и цифрами. Световое табло может стать простым и дешевым.

Такими могут быть не только табло приборов, не только яркая красочная реклама и световые газеты, но и циферблат миниатюрных часов — часы без стрелок. Не исключено, что жидкие кристаллы изменят и принципы конструирования телевизоров. Появятся телевизоры плоские, как картина.

Будущее начинается сегодня. Уже раскрыты многие тайны этих удивительных веществ. Найдено свыше трех тысяч препаратов, образующих жидкие кристаллы. Поиск продолжается.

Завершая статью, хочется привести слова одного ученого, выразившего чувства людей, которые исследуют эти удивительные вещества: «Ко всем веским научным доводам в пользу изучения жидких кристаллов мы позволим себе добавить, что удивительная красота и разнообразие их внешнего вида доставляют наблюдателю истинное удовольствие».