Paradoxní název těchto látek je odvozen ze základní vlastnosti kapalin – kapalné krystaly jsou tekuté, jejich tvar je určen tvarem nádoby; a pevných látek – pravidelnosti v uspořádání. V roce 1888 si rakouský botanik Friedrich Reinitzer všiml, že při zahřívání různých pevných látek až na bod tání, je kapalina nejprve neprůhledná a až při dalším zahřívání zprůhlední. Svěřil se se svým objevem německému fyzikovi O. Lehmannovi, který popsal stav kapaliny jako dvě mezofáze, tj. stavy kdy kapalina má dvě teploty tání. V roce 1908 bylo syntetizováno asi 200 kapalin. Prudký rozvoj zkoumání této problematiky přišel po roce 1962, kdy byly objeveny velké aplikační možnosti v oblasti elektroniky, techniky, biologie a medicíny.
Mezi důležité vlastnosti, které přispěly k dalšímu praktickému využití, patří: závislost barvy některých kapalných krystalů na vnějších vlivech, především na teplotě (termografie); změny optických vlastností některých kapalných krystalů v závislosti na vnějších vlivech – elektrické pole, magnetické pole apod. (displeje); citlivost na chemické látky - používá se např. k zjištění nepatrného množství různých látek (např kokainu). Uvedené vlastnosti kapalných krystalů se projevují jen v určitém teplotním intervalu. Dá se říct, že tvoří určitou mezofázi mezi krystalickým a kapalným stavem s přesně definovanými teplotními hranicemi. Jedna látka může mít i více mezofází, které se liší svými fyzikálními vlastnostmi. Teplotní hranice lze měnit přidáním jiných látek.
Model smektického kapalného krystalu.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Under Creative Commons.
Většina kapalných krystalů je tvořena tyčinkovitými molekulami organických látek, u nichž jeden rozměr zřetelně převažuje nad ostatními rozměry – molekuly mají podlouhlý tvar. Tyto molekuly mohou být uspořádány v trojrozměrné pravidelné struktuře, pak tvoří krystaly (pevnou látku), nebo v dvojrozměrné nebo jednorozměrné pravidelné struktuře, a pak tvoří kapalné krystaly. Jsou–li úplně neuspořádané tvoří kapalinu.
Kapalné krystaly mají významnou funkci u živých organismů, kde tvoří základ tzv. biologických membrán, které zprostředkovávají transport částic, energie a signálů dovnitř nebo ven z buněk. Některé kapalné krystaly mění skupenství vlivem teploty, ty můžeme rozdělit do čtyř skupin: nematické, cholesterické, smektické a stýlické.
Model nematického kapalného krystalu.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Under Creative Commons.
