Flüssigkristalle: Wechselhaft für brillante Bildschirme

Flüssigkristalle bestehen aus annähernd stäbchenförmigen Molekülen und können je nach Temperatur verschiedene Phasen annehmen. In der isotropen Phase, bei hohen Temperaturen, sind sie Flüssigkeiten. Ihre Moleküle haben dann keine Vorzugsrichtung und sind ungeordnet. Bei etwas geringeren Temperaturen tritt die nematische Phase auf. Dann haben die Moleküle über makroskopische Bereiche eine Vorzugsrichtung, ihre Schwerpunkte sind jedoch weiterhin ungeordnet, so dass der Flüssigkristall noch fließen kann. Die Vorzugsrichtung der Moleküle in der gesamten Probe kann durch schwache äußere Einflüsse festgelegt werden, z. B. durch die begrenzende Wand des Behälters. Die Moleküle bevorzugen es dann, je nach Wandmaterial, sich entweder parallel oder senkrecht zur Wand anzuordnen. Schließlich können auch noch verschiedene smektische Phasen auftreten, bei denen sich die ausgerichteten Moleküle in Schichten ordnen, ihre Schwerpunkte aber innerhalb der Schichten noch immer ungeordnet sind. Indem man diese Phasen und die durch Änderung äußerer Parameter erzeugten Übergänge zwischen ihnen untersucht hat, konnte man wesentliche Erkenntnisse zum Gebiet der kritischen Phänomene beigetragen. Die Phasen haben charakteristische, meist stark anisotrope optische Eigenschaften. Da die Ausrichtung der Moleküle sehr empfindlich auf äußere Störungen wie elektrische und magnetische Felder oder Temperaturänderungen reagiert, lassen sich die optischen Eigenschaften von Flüssigkristallen schon durch schwache äußere Einflüsse verändern. Diese Effekte haben zu der heute weitverbreiteten Verwendung der Flüssigkristalle in Anzeigen (displays) geführt.

Seit einigen Jahren beschäftigt man sich damit, flüssigkristalline Substanzen aus Polymermolekülen mit speziell strukturierten Seitengruppen in aufgelöstem oder geschmolzenem Zustand und in Form von Netzwerken zu untersuchen. Die asymmetrische Form dieser Polymere und ihr mechanisches Verhalten führen zu neuen, interessanten Effekten wie z. B. einer Kopplung von elastischen und optischen Eigenschaften.