ZVOLTE CÍLOVOU SKUPINU pro přehlednější zobrazení.

    Expozice

    Garant: 
    Bc. Kristýna Nová
    Klíčová slova: 
    Anotace pro veřejnost: 
    Jak je možné, že některé výrobky změní po zahřátí svoji barvu? Dotkněte se rukama tmavé části a pozorujte, co se stane. Termochromismus je jev, kdy teplota ovlivňuje barvu látky.
    Anotace pro 1. stupeň ZŠ: 
    Žáci se zde dozvědí, jak se mění barva vlivem teploty. Rukama se dotknou tmavé části a pozorují, co se stane. Díky tomuto exponátu se naučí, co je to termochromický jev.

    RVP pro 1. stupeň ZŠ

    Anotace pro 2. stupeň ZŠ: 
    Žáci se zde dozvědí, jak se mění barva vlivem teploty. Rukama se dotknou tmavé části a pozorují, co se stane. Díky tomuto exponátu se naučí, co je to termochromický jev.

    Věda a technika v pozadí

    Chytré barvy dokáží dočasně reagovat na teplotu. Jev se nazývá termochromismus a má bohaté uplatnění v praxi, například jako ochranný prvek cenin, k indikaci správné teploty potravin apod. Princip tohoto jevu je založen na dvou jevech - na změně mezofáze tekutých krystalů a na změně skupenství z pevné fáze na kapalinu v barevných vývojkách.

    Teorie

    Paradoxní název tekutých krystalů 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.
    Zajímavost z chemie:
    Kromě termochromních barviv existují i další látky, které mohou sloužit k indikaci různých jevů: hygrochromní látky (indikace vlhkosti), solvatochromní látky (indikace rozpouštění), chemochromní látky (indikace chemikálií – nebezpečné plyny, chemické bojové látky atd.), elektrochromní látky (indikace napětí), piezochromní látky (indikace tlaku), fotochromní látky (indikace UV a dalších druhů záření).

    Odborné dotazy

    Rezervace a nákup vstupenek

    Recepce

    Poradíme Vám s objednáním a nákupem vstupenek.