Gejala Kristal Cair Kristal Cair

177 Kimia Terapan

b. Jenis Fasa Kristal cair

Fasa-fasa yang terjadi pada kristal cair bergantung pada suhu. Jenis- jenis fasa kristal cair adalah sebagai berikut. 1 Fasa nematik, yaitu fasa pada kristal cair yang paling sederhana dan terbentuk kali pertama ketika didinginkan. Dalam fasa ini kecenderungan molekul orientasi sejajar pada arah tertentu, tetapi ujung-ujungnya molekul tidak beraturan, seperti pada cairan biasa. 2 Fasa smektik, yaitu fasa kedua dari kristal cair. Bentuk orientasi smektik bisa bermacam-macam. Dua di antaranya adalah bentuk smektik A dan smektik C , seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10.3. Dalam fasa smektik terdapat orientasi yang beraturan. 3 Fasa kolesterik, yaitu fasa ketiga dari kristal cair. Nama fasa diambil dari fakta bahwa kristal ini umumnya berasal dari molekul kolesterol. Pada suhu rendah, kristal cair akan membeku membentuk padatan kristalin. Orietansi molekul membentuk kisi kristal tiga dimensi yang beraturan. Orientasi molekul berubah secara beraturan dari bidang ke bidang membentuk susunan heliks. Jarak antara bidang dan orientasi yang sama dinamakan bumbungan pitch, P. a b Gambar 10.2 a. Lelehan kolesterol benzoat di atas 179°C bening b. Kolesterol benzoat antara suhu 179°C dan 145°C, terbentuk fasa kristal cair seperti susu Sumber: Chemistry The Central Science, 2000 sebagian bergerak bebas seperti cairan. Oleh karena beraturan sebagian, kristal cair dapat menjadi sangat kental dan memiliki sifat-sifat antarmadya antara fasa padat dan fasa cair. Daerah antarmadya ini ditandai oleh suhu transisi yang tegas, seperti yang dilakukan Reinitzer. Pemanfaatan kristal cair ini didasarkan pada fakta bahwa gaya antar- molekul lemah yang mempertahankan molekul tetap bersama di dalam kristal cair. Kristal cair sangat mudah dipengaruhi oleh perubahan suhu, tekanan, dan medan magnet. Cairan normal Fasa smektik C Fasa nematik Fasa smektik A Gambar 10.3 Jenis fasa kristal cair Sumber: Chemistry The Central Science, 2000 Kata Kunci • Fasa antarmadya • Fasa nematik • Fasa smektik • Fasa kolesterik • Kristal cair • Susunan heliks 178 Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas X Gambar 10.4 Pitch P adalah jarak bidang dengan orientasi sama. Sumber: Chemistry The Central Science, 2000 Fasa kristal cair kolesterol dapat mendifraksi cahaya sangat kuat dengan panjang gelombang sebanding dengan bumbungan. Jika suhu berubah, nilai bumbungan juga berubah sehingga warna cahaya yang terdifraksi dapat digunakan sebagai sensor suhu. Struktur molekul kristal cair umumnya memiliki bentuk molekul yang memanjang dan bersifat tegar. Artinya, tidak membentuk lipatan-lipatan, seperti ditunjukkan pada Gambar 10.5. CH 3 O H C N C 4 H 9 H 2 C H N C OC 2 H 5 O H 3 CO O C O C O O OCH 3 Gambar 10.5 Struktur molekul kristal cair pada kolesterol benzoat Sumber: Chemistry The Central Science, 2000

c. Prinsip Kerja Kristal Cair

Orientasi tertentu dari kristal cair sangat peka, terutama pada permukaan yang bersentuhan atau adanya medan listrik dan medan magnet. Kepekaan ini menjadi dasar penggunaan kristal cair dalam bahan layar elektronik. Jika kristal cair nematik ditempatkan dalam suatu sel dengan orientasi tertentu, filter polarisasi ditempatkan agar hanya cahaya dengan polarisasi tertentu yang dapat melewatinya. Tanpa medan listrik, cahaya akan dilewatkan melalui kristal cair dan filter. Cahaya ini akan direfleksikan oleh cermin sehingga tayangan yang muncul berwarna putih seperti pada Gambar 10.6 a. Jika medan listrik diterapkan ke dalam bagian yang akan ditayangkan, orientasi molekul akan diperkuat dalam daerah itu dan menimbulkan perbedaan polarisasi cahaya. Cahaya yang berotasi ditahan oleh filter kedua dan pada bagian yang akan ditayangkan muncul warna hitam, seperti pada Gambar 10.6 b. Gambar 10.6 a. Prinsip kerja kristal cair sebelum diberi medan listrik b. Prinsip kerja kristal cair setelah diberi medan listrik Bidang polarisasi Filter polarisasi Baterai voltage Cermin Cermin a b