近晶型結構規整性與晶相最為接近，這類液晶中棒狀分子平行排列成層狀結構，分子軸垂直於層面，棒狀分子只能在層內活動，而不能越出本層。聚丙烯酸膽甾酯類中，由於引入了液晶化合物側鏈，形成梳形結構，易分層排列，表現為近晶型結構液晶。
基本介紹
- 中文名：近晶型結構
- 外文名：Near crystal structure
- 表現形式：分子軸垂直於層面
- 特點：各個方向上都是非常黏滯
- 套用：宇航結構材料
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液晶態結構
某些物質的結晶受熱熔融或被溶劑溶解之後，雖然失去固態物質的剛性，而獲得液態的流動性，卻仍然部分地保留著晶態物質分子的有序排列，從而在物理性質上呈現各向異性，形成一種兼有晶體和液體的部分性質的過渡態，這種由固態向液態轉化過程中存在的中間態稱為液晶態，處在這種狀態下的物質稱為液晶。
液晶現象最早在1889年由奧地利植物學家賴尼策爾（Reinitzer）對苯甲酸膽甾醇酯加熱時發現，在145℃下該固體熔解為白色渾濁各向異性液體；而當這種液體再加熱到179℃時，又轉變為各向同性清澈透明液體。
液晶具有液體的易流動性，然又不同一般的液體，其組成分子呈現各向異性排列，即液晶分子具有長程一維或兩維的取向序但沒有長程的位置序（只可能具有短程位置序）。因此，液晶又可稱為位置無序晶體或取向有序液體，液晶材料無論在結構方面或是在穩定溫度範圍方面均是介乎各向同性液體與各向異性晶體之間的一種物質。液晶的堆垛分數比正常的各向同性液體略高。形成液晶的有機分子通常是具有剛性結構的分子，把這樣的結構部分稱為液晶原或介原，是液晶各向異性所必須的結構因素。由於液晶分子取向分布易通過所加的外場控制，所以液晶材料在光一電裝置，特別是液晶顯示器（LCD）技術中有很多套用。此外，因為它的分子具有取向序，所以可以由取向液晶聚合物獲得高強度的纖維。
近晶型結構示意圖
近晶型液晶是所有液晶中具有最接近結晶結構的一類，並因此而得名。近晶型液晶分子分布的示意圖參看圖1。
在這類液晶中，棒狀分子依靠所含官能團提供的垂直於分子長軸方向的強有力的相互作用，互相平行排列成層狀結構，分子的長軸垂直於層片平面。在層內，分子排列保持著大量二維固體有序性，但這些層片又不是嚴格剛性的，分子可以在本層內活動，但不能來往於各層之間，結果這些柔性的二維分子薄片之間可以互相滑動，而垂直於層片方向的流動則要困難得多。這種結構決定了其黏度呈現各向異性的可能性，只是在通常情況下，各部分的層片取向並不統一，因而近晶型液晶一般在各個方向上都是非常黏滯的。
近晶型結構套用
高分子液晶特殊的物理性質，不僅在理論上有研究價值，而且也有重要的實用意義．如高分子膽甾型液晶能隨溫度變化而改變顏色，可用於測量微小溫度變化及無損探傷，液晶對光、熱、力、電磁、輻射及氣氛的微小擾動的敏感性，使之具有廣闊的套用前景。最令人感興趣的是它獨特的流動性：高濃度低粘度和在低剪下應力下具有高取向度，因而有可能利用普通紡絲設備，紡出超高強度的纖維。美國杜邦公司利用液晶紡絲製成的Kevlar 49纖維，其抗張強度已達3.5×109N·m相當於鋼絲的6~7倍，其製品已用作宇航結構材料。
