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液晶

液晶是指表現出介於傳統液體和固體晶體之間的物質相的物質。這意味著它可以像各向同性液體一樣流動，但具有像固體一樣的有序結構。例如，液晶 (LC) 可能像液體一樣流動，但液體的分子以晶體般的方式排列和/或定向。存在許多不同型別的 LC 相，可以根據它們的不同光學性質（如雙折射）來區分。在偏振光源顯微鏡下觀察時，不同的液晶相似乎具有不同的紋理。紋理中的每個“斑塊”對應於 LC 分子以不同方向定向的區域。然而，在域內，分子是良好有序的。液晶材料並不總是處於 LC 相（就像水並不總是處於液相：它也可以在固相或氣相中找到）。液晶可以分為熱致液晶和溶致液晶。熱致液晶隨著溫度變化而表現出向 LC 相的相變，而溶致液晶隨著介晶在溶劑（通常是水）中的濃度以及溫度的變化而表現出相變。

液晶在液晶顯示器中得到廣泛應用，液晶顯示器依賴於某些液晶分子在有或沒有電場存在下的光學性質。在典型的裝置中，液晶層位於兩個交叉（相對於彼此以 90° 方向）的偏振器之間。選擇液晶使其鬆弛相為扭曲相。這種扭曲相重新定向透過第一個偏振器的光，使其能夠透過第二個偏振器並反射回觀察者。因此，該裝置看起來很清晰。當對 LC 層施加電場時，所有介晶都排列（不再扭曲）。在這種排列狀態下，介晶不會重新定向光，因此在第一個偏振器處偏振的光會在第二個偏振器處被吸收，整個裝置看起來很暗。這樣，電場可以用來按需使畫素在透明和黑暗之間切換。彩色 LCD 系統使用相同的技術，使用彩色濾光片生成紅色、綠色和藍色畫素。類似的原理可用於製造其他基於液晶的光學器件。

間距隨溫度而強烈變化的熱致手性 LC 可用作粗略的溫度計，因為隨著間距的變化，材料的顏色也會發生變化。許多水族館和游泳池溫度計都使用液晶顏色轉變。其他液晶材料在拉伸或受壓時會改變顏色。因此，液晶片經常被用於工業中，用來尋找熱點、繪製熱流、測量應力分佈模式等等。流體形式的液晶用於在半導體工業中檢測用於故障分析的電氣產生的熱點。具有巨大容量的液晶儲存單元曾經被用於太空梭導航裝置。

還需要注意的是，許多常見流體實際上是液晶。例如，肥皂是一種液晶，它會根據其在水中的濃度形成各種 LC 相。