Из чего всё сделано? Рассказы о веществе

Итак, сначала смешайте чайную ложку соды и столько же лимонной кислоты и посмотрите, что произойдёт. Правильно, ничего не произойдёт. Два кристаллических вещества будут равнодушны друг к другу. Но стоит эту смесь высыпать в стакан с водой, как начнётся бурная реакция — вода забурлит, её толщу наполнят пузырьки, стремительно вырывающиеся наружу. В воде кристаллики соды и лимонной кислоты растворились, разъединились на молекулы и начали взаимодействовать друг с другом. В результате такой бурной реакции выделяется углекислый газ.

Если бросить в воду таблетку шипучего аспирина, то произойдёт то же самое. Сода и лимонная кислота, растворяясь, будут взаимодействовать друг с другом. А пузырьки углекислого газа, стремящиеся вверх, будут разрывать таблетку аспирина на мельчайшие части. Вот и весь секрет. Остается только добавить, что и питьевая сода, и лимонная кислота, как и продукты их взаимодействия, безвредные пищевые вещества.

Человечеству нужно много аспирина, ведь простужается каждый, да и с суставами у многих проблема. В мире производят 40 тысяч тонн аспирина в год, или более 80 миллиардов таблеток, по 14 таблеток на каждого жителя Земли.

А есть ли рядом с нами ещё какие-нибудь необычные вещество, которые сделали химики? Конечно, есть. Например, вещество, на которое вы смотрите каждый день по многу раз, — жидкие кристаллы.

Что общего у малины и аспирина? И та, и другой содержат салициловую кислоту. Именно она сбивает высокую температуру во время простуды

То, чего не может быть

Бывают ли жидкие кристаллы? Для тех, кто вдумывается в смысл слов, ответ не так очевиден. Так как же ответить?

Попробуйте задать этот вопрос папе. Скорее всего, он незамедлительно и уверенно ответит: «Конечно же нет!» А потом, после короткого замешательства, столь же уверенно скажет: «Конечно, бывают! Вот же они!» — и покажет на дисплей своего компьютера или вашего мобильного телефона.

Папино замешательство легко объяснимо. Ведь кристалл — это что-то твёрдое, с упорядоченной структурой, где каждый атом или молекула сидят на своих местах, как привязанные. А жидкость — это текучий хаос, её молекулы не удерживаются на своих местах, а всё время бегают. Можно, конечно, кристалл нагреть и расплавить, чтобы он превратился в жидкость. Но либо одно, либо другое. Жидкий кристалл — это то, чего не может быть.

А между тем они есть. Впервые их обнаружил в далеком 1888 году австрийский ботаник Фридрих Рейнитцер, изучавший свойства холестерина. Наверняка, бабушка и дедушка поминали его — холестерин, конечно, — недобрым словом. А может быть, и мама с папой. Дело в том, что это вещество, содержащееся, например, в жирной пище, осаждается на стенках наших кровеносных сосудов и закупоривает их. Когда такое случается, люди начинают задыхаться и хвататься за сердце. Поэтому мама, заботясь о здоровье всей вашей семьи, старается покупать продукты, в которых мало холестерина.

Однако холестерин необходим всем живым организмам, потому что именно он делает стенки клеток прочными. Это и побудило Рейнитцера заняться его изучением. К удивлению для себя, он обнаружил, что у холестерина есть как бы две точки плавления и соответственно два разных жидких состояния — мутное и прозрачное. Именно это «мутное» состояние, промежуточное между кристаллом и жидкостью, впоследствии назвали жидкокристаллическим. А сегодня известны уже десятки тысяч природных и синтезированных химиками веществ, проявляющих такие свойства.

Вот так загадочно и красиво выглядят жидкие кристаллы в поляризованном свете, если их рассматривать в микроскоп. Ещё раз повторю: они — жидкие

Что у всех у них общего? Форма молекул, которая бывает сильно вытянутой или похожей на диск. Первые напоминают карандаши с квадратным сечением, а вторые — монеты. Давайте сделаем мысленный эксперимент: возьмём коробку такого размера, чтобы карандаши или монеты легли в неё максимально плотно. Понятно, что карандаши в таком случае лягут ровными рядами, а монеты — колоннами. Если мы потрясём коробку, то ни один карандаш, ни одна монета не сдвинутся со своих мест. По сути, мы получили модель твёрдого кристалла.