nestekiteiden

Nestekiteet ovat aineiden tila, joka sijaitsee nesteen ja kiteen välimaastossa. Niiden molekyylit voivat osoittaa pitkittäistä suuntautuneisuutta (orientaation direktrori), mutta niiden positional order on usein puutteellinen, mikä antaa materiaalille sekä nestemäisiä että kiteisiä piirteitä. Tämän vuoksi nestekiteet virtaavat kuten nesteet, mutta niillä on anisotropisia ominaisuuksia, esimerkiksi optisia ja sähköisiä.

Nestekiteet jaetaan pääasiassa faasiensa mukaan nemaatisiin, smektisiin ja kolesterisiin nestekiteisiin. Nemaatinen faasi on suoraviivainen: molekyylit ovat suunnattuja samaan suuntaan, mutta niiden järjestäytyminen ei ole kerroksellista. Smektinen faasi on kerroksellinen ja usein tiukemmin järjestäytynyt. Kolesterinen faasi liittyy molekyylien kiertävään järjestykseen, mikä antaa materiaalille usein kudosmaisimaisen chiralisen rakenteen. Nestekiteet voivat esiintyä sekä termotrooppisina (lämpötilasta riippuvina) että lyotrooppisina (liuottimen/konentration riippuvina).

Ominaisuuksiltaan nestekiteet ovat optisesti anisotrooppisia: niiden refraktiokertoimet ja valon kulun suunta riippuvat valokeilan kulmasta. Ne reagoivat sähköisiin tai magneettisiin kenttiin, mikä mahdollistaa ohjauksen ja muuttamisen optisissa ominaisuuksissa. Tämä reaktiivisuus tekee nestekiteistä keskeisen materiaalin nestekidenäytöissä (LCD:t) sekä erilaisissa säätö- ja optisissa sovelluksissa. Lyoptiiniset nestekiteet voivat muodostua liuoksissa ja niitä hyödynnetään esimerkiksi näyttöteknologian lisäksi sekä ainesosien järjestelyissä.

Historiaa ja tutkimusta leimaa Otto Lehmannin 1800-luvun lopun työ, jolla nestekiteet tunnistettiin ja luokiteltiin. Nykyisin nestekiteet ovat keskeinen tutkimus- ja sovellusaihe kehityssuuntautuneissa valosyklien ja näyttöteknologian aloilla.