Perbedaan utama antara kristal cair smectic nematic dan cholesteric adalah strukturnya. Kristal cair nematik tidak memiliki struktur molekul yang teratur, dan kristal cair smektik memiliki struktur molekul berlapis, sedangkan kristal cair kolesterik memiliki molekul dalam susunan bengkok dan kiral.
Istilah kristal cair dapat didefinisikan sebagai fase materi yang memiliki sifat di antara sifat-sifat cairan konvensional dan kristal padat. Misalnya, kristal cair dapat mengalir seperti cairan, tetapi molekul kristal cair cenderung berorientasi pada sifat seperti kristal. Ada tiga fase utama di mana kristal cair dapat terjadi: kristal cair termotropik, kristal cair liotropik, dan kristal cair metalotropik. Ada beberapa jenis kristal cair termotropik juga. Jenis-jenis tersebut antara lain kristal nematik, kristal smetik, fase kiral atau nematik terpuntir, fase diskotik, dan fase kerucut.
Apa itu Kristal Cair Nematic?
Kristal cair Nematic adalah salah satu jenis kristal cair yang paling umum. Istilah "nematic" berasal dari bahasa Yunani yang berarti "benang". Ini karena istilah ini berasal dari cacat topologi yang muncul sebagai utas. Biasanya, cacat topologi dalam nematik ini disebut disklinasi. Selain itu, nematik cenderung menunjukkan jenis cacat yang dikenal sebagai cacat topologi “landak”.
Biasanya, fase nematik memiliki molekul organik calamitic atau berbentuk batang yang tidak memiliki urutan posisi. Tetapi molekul-molekul ini cenderung menyelaraskan diri untuk memiliki urutan arah jarak jauh yang memiliki sumbu panjang yang kira-kira sejajar satu sama lain. Oleh karena itu, molekul-molekul dalam fase ini bebas mengalir, dan pusat massa molekul-molekul ini cenderung terdistribusi secara acak, mirip dengan cairan. Namun, molekul-molekul ini cenderung mempertahankan urutan arah jarak jauh yang mirip dengan fase padat.
Sebagian besar, fase nematik adalah uniaksial. Ini berarti molekul-molekul ini memiliki satu sumbu (dinamakan sebagai "directrix") yang panjang. Ini adalah sumbu yang disukai, dan dua sumbu lainnya setara satu sama lain, dan kita dapat memperkirakannya sebagai silinder atau batang. Selain itu, nematik biaksial mungkin tidak hanya memiliki orientasi yang serupa pada sumbu panjangnya, tetapi juga cenderung berorientasi sepanjang sumbu sekunder.
Molekul fase nematik menunjukkan fluiditas yang mirip dengan fluiditas dalam cairan isotropik biasa. Namun, kita dapat dengan mudah menyelaraskan molekul dalam fase ini melalui penerapan medan magnet atau listrik eksternal. Ketika molekul-molekul ini disejajarkan ke dalam urutan, fase nematik menunjukkan sifat optik kristal uniaksial, dan oleh karena itu, fase ini sangat berguna dalam tampilan kristal cair.
Apa itu Kristal Cair Smectic?
Kristal cair smektik adalah jenis kristal cair yang memiliki lapisan molekul yang terdefinisi dengan baik yang dapat meluncur satu sama lain. Perilaku ini mirip dengan efek geser yang diberikan oleh sabun. Selain itu, kristal cair smektik terjadi pada suhu yang lebih rendah daripada kristal cair nematik. Istilah smectic berasal dari kata Latin “smectius” yang berarti “membersihkan”; dengan kata lain, itu berarti adanya sifat seperti sabun. Oleh karena itu, fase smectic diposisikan secara berurutan sepanjang satu arah.
Gambar 01: Smectic A fase di kiri dan smectic C fase di kanan
Kita dapat mengamati dua fase smectic yang berbeda sebagai fase smectic A dan fase smectic C. Fase smectic A memiliki molekul yang berorientasi bersama dengan lapisan normal, sedangkan smectic C memiliki molekul yang miring menjauhinya. Selain itu, jenis fase ini muncul sebagai cairan di dalam lapisan. Namun, ada banyak jenis fase smectic yang berbeda satu sama lain sesuai dengan jenis dan derajat urutan posisi dan orientasi.
Apa itu Kristal Cair Kolesterol?
Kristal cair kolesterol adalah jenis kristal cair yang hanya terbuat dari molekul kiral. Jenis fase ini menunjukkan kiralitas. Seringkali, kita menyebut fase ini sebagai fase kiral atau fase nematik bengkok karena kiralnya. Istilah kolesterik berasal dari pengamatan pertamanya dimana fase zat ini pertama kali muncul pada turunan kolesterol. Kita dapat mengamati fase jenis ini yang menunjukkan puntiran molekul, yang tegak lurus dengan arah dimana sumbu molekul sejajar dengan arah.
Gambar 02: Fase Kolesterol
Ada sudut puntir terbatas antara molekul yang berdekatan dalam fase ini karena pengemasan molekul yang asimetris. Jenis pengepakan ini menyebabkan tatanan kiral jarak jauh. Biasanya, kita mendefinisikan kiral pitch atau "p" mengenai sifat kristal cair kolesterik yang mengacu pada jarak di mana molekul kristal cair mengalami putaran lingkaran penuh (putaran 360 derajat).
Apa Perbedaan Kristal Cair Nematic Smectic dan Cholesteric?
Fase nematic, smectic, dan cholesteric adalah tiga fase materi yang berbeda yang berada di bawah kristal cair termotropik. Perbedaan utama antara kristal cair smectic dan cholesteric nematic adalah bahwa kristal cair nematic tidak memiliki struktur molekul yang teratur, dan kristal cair smectic memiliki struktur molekul berlapis, sedangkan kristal cair cholesteric memiliki molekul dalam susunan bengkok dan kiral.
Di bawah ini adalah ringkasan perbedaan antara kristal cair nematic smectic dan cholesteric dalam bentuk tabel.
Ringkasan – Nematic Smectic vs Cholesteric Liquid Crystals
Fase nematic, smectic, dan cholesteric adalah tiga fase materi yang berbeda yang berada di bawah kristal cair termotropik. Perbedaan utama antara kristal cair nematic, smectic, dan cholesteric adalah bahwa kristal cair nematic tidak memiliki struktur molekul yang teratur, dan kristal cair smectic memiliki struktur molekul berlapis, sedangkan kristal cair cholesteric memiliki molekul dalam susunan bengkok dan kiral.
