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液晶

液晶是指表现出介于传统液体和固体晶体之间的物质相的物质。这意味着它可以像各向同性液体一样流动，但具有像固体一样的有序结构。例如，液晶 (LC) 可能像液体一样流动，但液体的分子以晶体般的方式排列和/或定向。存在许多不同类型的 LC 相，可以根据它们的不同光学性质（如双折射）来区分。在偏振光源显微镜下观察时，不同的液晶相似乎具有不同的纹理。纹理中的每个“斑块”对应于 LC 分子以不同方向定向的区域。然而，在域内，分子是良好有序的。液晶材料并不总是处于 LC 相（就像水并不总是处于液相：它也可以在固相或气相中找到）。液晶可以分为热致液晶和溶致液晶。热致液晶随着温度变化而表现出向 LC 相的相变，而溶致液晶随着介晶在溶剂（通常是水）中的浓度以及温度的变化而表现出相变。

液晶在液晶显示器中得到广泛应用，液晶显示器依赖于某些液晶分子在有或没有电场存在下的光学性质。在典型的设备中，液晶层位于两个交叉（相对于彼此以 90° 方向）的偏振器之间。选择液晶使其松弛相为扭曲相。这种扭曲相重新定向通过第一个偏振器的光，使其能够通过第二个偏振器并反射回观察者。因此，该设备看起来很清晰。当对 LC 层施加电场时，所有介晶都排列（不再扭曲）。在这种排列状态下，介晶不会重新定向光，因此在第一个偏振器处偏振的光会在第二个偏振器处被吸收，整个设备看起来很暗。这样，电场可以用来按需使像素在透明和黑暗之间切换。彩色 LCD 系统使用相同的技术，使用彩色滤光片生成红色、绿色和蓝色像素。类似的原理可用于制造其他基于液晶的光学器件。

间距随温度而强烈变化的热致手性 LC 可用作粗略的温度计，因为随着间距的变化，材料的颜色也会发生变化。许多水族馆和游泳池温度计都使用液晶颜色转变。其他液晶材料在拉伸或受压时会改变颜色。因此，液晶片经常被用于工业中，用来寻找热点、绘制热流、测量应力分布模式等等。流体形式的液晶用于在半导体工业中检测用于故障分析的电气产生的热点。具有巨大容量的液晶存储单元曾经被用于航天飞机导航设备。

还需要注意的是，许多常见流体实际上是液晶。例如，肥皂是一种液晶，它会根据其在水中的浓度形成各种 LC 相。