軟物質
液晶
/ LIK-wid KRIS-tal /
想像一盒火柴棍。倒進去時它們東倒西歪、能隨意滑動——這像液體。把它們整整齊齊排成行,全都朝同一方向、各就各位固定住——這像晶體。現在再想像一種火柴棍:它們依舊能自由地晃動、流淌,卻又不知怎地全都大致朝著同一個方向。這種介於兩者之間的狀態,就是液晶。
液晶是一種貨真價實的物質狀態:它像液體一樣流動,卻保留著晶體那種整齊排列的幾分秩序。它通常出現在由細長、棒狀分子構成的材料裡。當你把這樣一鍋熱騰騰的棒狀分子液體慢慢冷卻,它們會先在翻滾、漂移之中商定出一個共同的指向;再冷一些,它們還可能進一步排成一層一層。正是這些半有序的相,讓這種材料既能流動,又自帶一種內在的「紋理」或方向。
液晶之所以最為重要,是因為你此刻多半正盯著的那塊螢幕就靠它運轉:在液晶顯示器裡,分子的排列方向可以被一個小電壓輕輕撥動,從而在每個像素裡開關光線。一個常見的誤解是,把「液晶」當成自相矛盾的說法或一個行銷詞。它兩者都不是——它是一個真實而定義明確的相,老老實實地居於液體與固體之間。
心情戒指或者貼片式溫度計,用的就是一種液晶:它分子螺旋的間距(螺距)會隨溫度變化,從而改變它反射出哪種顏色的光。稍稍加熱,顏色就從紅色滑向藍色——這是分子的有序排列本身在對熱作出反應。
會變色的溫度計,利用的正是一種有序程度隨熱而變的液晶。
並不存在單一的「液晶」相——而是有一整級階梯(向列相、層列相等等),它們的區別在於殘留下來的秩序有多少:向列相只保留方向,而層列相還額外保留了分層。
又稱
另見