Жидкости

Она очень полезна: благодаря ей на поверхности холста образуется твердая водонепроницаемая покровная пленка из пластмассы (картину, написанную масляными красками, точнее было бы назвать пластмассовой); она невероятно устойчива и прекрасно сохраняется. Однако полимеризация требует времени, поскольку кислород, прежде чем добраться до глубинных непрореагировавших слоев масла, должен просочиться сквозь верхний, затвердевший слой. Это недостаток масляной краски — приходится долго ждать, чтобы она схватилась. Но великие мастера масляной живописи, такие как Ван Эйк, Вермеер и Тициан, пользовались этим в своих интересах. Они накладывали много тонких слоев масляной краски, которые один за другим химически реагировали с кислородом и затвердевали, формируя множество слоев полупрозрачной пластмассы, один поверх другого; получается сложная упаковка для множества разных цветных пигментов.

Такое постепенное наложение красок позволяет художнику создавать чудесные полутоновые полотна. Ведь когда свет падает на холст, он не просто отражается от верхнего слоя — какая-то его часть проникает к внутренним слоям, взаимодействуя с пигментами глубоко в толще картины и выходя уже в виде цветного света. Или, наоборот, он полностью поглощается разными слоями и дает глубокие оттенки черного. Это хитроумный способ управления цветом, яркостью и текстурой — и именно поэтому художники Возрождения предпочитали масляные краски. При анализе картины Тициана «Воскресение Христа» были обнаружены девять слоев масляной краски, и все они участвуют в создании сложных визуальных эффектов. Именно выразительность масляной краски сделала искусство Возрождения таким чувственным и страстным. Эффект слоистости настолько силен, что он сумел выйти за пределы своих корней в классической живописи и теперь в обязательном порядке включается во все профессиональные инструменты работы с цифровой иллюстрацией. Если вы используете Photoshop, или Illustrator, или любую другую графическую компьютерную программу, то вы создаете образы по слоям.

Как и слоистость, льняное масло, помимо живописи, имеет множество применений; оно используется для обработки древесины, создавая прозрачный защитный пластиковый барьер — точно такой же, как и масляная краска, но бесцветный. Бита для крикета — один из многих деревянных предметов, которые традиционно покрывают льняным маслом. Можно довести это до логического конца и изготовить из льняного масла плотный материал под названием линолеум — опять же с помощью реакции полимеризации. Дизайнеры и декораторы используют его в качестве водонепроницаемого полового покрытия. Художники тоже применяют линолеум. Они вырезают на нем изображения, как на дереве, и делают отпечатки — получается линогравюра. Здесь тоже слои — главный способ наращивания сложности конечного произведения.

Руби Райт «Тайная любовь к лимонаду». Линогравюра. © Ruby Wright

Но, как бы захватывающе ни выглядели линогравюры или живописные полотна, ни то, ни другое не в состоянии дать нам движущееся изображение. Однако если взять молекулу на основе углерода, не слишком отличающуюся от той, что присутствует в льняном масле, — например, 4-циано-4’-пентилбифенил, — то движущееся изображение внезапно станет возможным.

Структурная формула 4-циано-4’-пентилбифенила, часто используемого в жидких кристаллах

Основа молекулы 4-циано-4’-пентилбифенила представляет собой два шестиугольных кольца. Этот «каркас» придает ей жесткость, но скрепляющие электроны распределены неравномерно: молекула представляет собой диполь. В ней есть области, где сосредоточен отрицательный электрический заряд, и другие, где сосредоточен заряд положительный. Положительный заряд одной молекулы притягивает к себе отрицательный заряд другой, усиливая склонность молекул образовывать упорядоченную пространственную структуру — кристалл. Но на хвосте молекулы 4-циано-4’-пентилбифенила имеется группа CH₃, при этом хвост гибкий и извивается, противодействуя образованию кристалла. Поэтому 4-циано-4’-пентилбифениловые структуры частично организованные, а частично текучие; это и есть так называемые жидкие кристаллы.

При температуре выше 35 °C влияние хвоста CH₃ побеждает, и 4-циано-4’-пентилбифенил ведет себя как обычная прозрачная жидкость. Но стоит охладить ее до комнатной температуры, и она приобретает молочный вид. 4-циано-4’-пентилбифенил не твердый при этой температуре, но что-то странное с ним уже происходит. Молекулы начинают равняться друг на друга примерно так же, как рыбы в косяке. Для жидкостей такая структура очень нетипична. Одно из определяющих свойств жидкости — то, что ее атомы и молекулы слишком энергичны, чтобы оставаться на одном месте сколько-нибудь долго. Они непрерывно вращаются, колеблются и мигрируют. Жидкие кристаллы ведут себя иначе: молекулы в них динамичны и могут плавать, но сохраняют единство ориентации. Название «жидкий кристалл» происходит из аналогии между одинаковой ориентацией молекул в нем и правильным расположением атомов в настоящем кристалле.