Mesofase

En química y física química , una mesofase o fase mesomórfica es una fase de la materia intermedia entre sólida y líquida . La gelatina es un ejemplo común de una estructura parcialmente ordenada en una mesofase. Además, las estructuras biológicas como las bicapas lipídicas de las membranas celulares son ejemplos de mesofase. Los iones móviles en mesofase están desordenados orientacional o rotacionalmente mientras que sus centros están ubicados en los sitios ordenados en la estructura cristalina. Las mesofase con orden posicional de largo alcance pero sin orden orientacional son cristales plásticos , mientras que aquellas con orden orientacional de largo alcance pero solo orden posicional parcial o nulo son cristales líquidos . ^{[1] [2]}

Georges Friedel (1922) llamó la atención sobre los "estados mesomórficos de la materia" ^[3] en su evaluación científica de las observaciones de los llamados cristales líquidos . Convencionalmente, un cristal es sólido y la cristalización convierte el líquido en sólido. El oxímoron del cristal líquido se resuelve mediante la noción de mesofases. Las observaciones notaron un eje óptico persistente en materiales que se habían fundido y habían comenzado a fluir . El término cristal líquido persiste como un coloquialismo , pero el uso del término fue criticado en 1993: En La física de los cristales líquidos ^[4] las mesofases se introducen desde el principio:

...ciertos materiales orgánicos no presentan una única transición de sólido a líquido, sino más bien una cascada de transiciones que implican nuevas fases. Las propiedades mecánicas y las propiedades de simetría de estas fases son intermedias entre las de un líquido y las de un cristal. Por esta razón, a menudo se las ha llamado cristales líquidos . Un nombre más apropiado es "fases mesomórficas" ( mesomorfas : forma intermedia) ^{[4] : página uno}

Además, "la clasificación de las mesofases (establecida claramente por primera vez por G. Friedel en 1922) se basa esencialmente en la simetría". ^{[4] : 10}

Las moléculas que presentan mesofases se denominan mesógenos .

En tecnología, las moléculas en las que el eje óptico está sujeto a manipulación durante una mesofase se han convertido en productos comerciales, ya que se pueden utilizar para fabricar dispositivos de visualización , conocidos como pantallas de cristal líquido (LCD). La susceptibilidad del eje óptico, llamado director , a un campo eléctrico o magnético produce el potencial para un interruptor óptico que oscurece la luz o la deja pasar. Los métodos utilizados incluyen la transición de Freedericksz , el efecto de campo nemático torcido y el efecto de conmutación en el plano . Desde las primeras pantallas de cristal líquido, el público comprador ha adoptado la facilidad de conmutación óptica de bajo consumo de las mesofase con director.

Consideremos un sólido que consiste en una sola especie molecular y se somete a fusión . Finalmente se convierte en un estado isotrópico, clásicamente denominado líquido. Las mesofases ocurren antes de eso cuando todavía se mantiene un estado intermedio de orden como en las fases nemática , esméctica y columnar de los cristales líquidos. Por lo tanto, las mesofases exhiben anisotropía . Los dispositivos LCD funcionan como un interruptor óptico que se enciende y se apaga mediante un campo eléctrico aplicado al mesógeno con director. La respuesta del director al campo se expresa con parámetros de viscosidad , como en la teoría de Ericksen-Leslie en mecánica de medios continuos desarrollada por Jerald Ericksen y Frank Matthews Leslie . Los dispositivos LCD funcionan solo hasta la temperatura de transición cuando la mesofase cambia a la fase líquida isotrópica en el llamado punto de limpieza . ^[5]

Los fenómenos de mesofase son importantes en muchos campos científicos. Las ramas editoriales de las sociedades profesionales tienen revistas académicas según sea necesario. Por ejemplo, la American Chemical Society tiene Macromolecules y Langmuir , mientras que la Royal Society of Chemistry tiene Soft Matter , la American Physical Society tiene Physical Review E y Elsevier tiene Advances in Colloid and Interface Science .

• Física de la materia condensada
• Sol-gel
• Walter Noll

• Sivaramakrishna Chandrasekhar (1992) Cristales líquidos , 2.a edición, Cambridge University Press ISBN 0-521-41747-3 . 
• David Dunmur y Tim Sluckin (2011) Jabón, ciencia y televisores de pantalla plana: una historia de cristales líquidos , Oxford University Press ISBN 978-0-19-954940-5 . 
• J. Prost y CE Williams (1999) "Cristales líquidos: entre el orden y el desorden", pp 289–315 en Soft Matter Physics , Mohamed Daoud y Claudine E. Williams, editores, traducido por Stephen N. Lyle de La Just Argile (1995), Springer Verlag ISBN 3-540-64852-6 . 

• Organización Mundial de Materia Blanda
• Springer Verlag Sistemas Parcialmente Ordenados ISSN 0941-5114 .