Os cristais líquidos são substâncias que se podem apresentar num estado físico diferente dos três estados mais comuns (sólido, líquido e gasoso). Este estado físico (a que poderemos chamar o quarto estado físico da matéria) corresponde a um grau de organização molecular intermédio entre o estado sólido (cristal) e o estado líquido.
Trata-se de um material que se encontra em estado intermediário entre o sólido e o líquido. São moléculas longas e rígidas que podem se organizar como um sólido ou desorganiza-se como um líquido. São sensíveis a corrente elétrica, luz, pressão e calor.
Somente no estado sólido as moléculas de uma substância mantêm uma estrutura ordenada. O cristal líquido, porém, é uma substância que flui como um líquido, mas apresenta, como os cristais, alinhamento parcial de suas moléculas. Suas ligações moleculares são fracas e, por isso, facilmente afetadas por campos elétricos. Quando submetido a corrente elétrica, o cristal líquido, transparente, torna-se opaco. Basicamente, um visor de cristal líquido – ou LCD (Liquid Crystal Display) – é um sanduíche de finas fatias de vidro transparente, com recheio de cristal, fechado hermeticamente. Uma camada metálica transparente, com minúsculos eletrodos, fornece energia, iluminando as partes desejadas. Utilizado em vários aparelhos eletrônicos, o cristal líquido foi descoberto nos Estados Unidos em 1971, mas sua composição até hoje é um segredo industrial.
As moléculas dos cristais líquidos tem geralmente uma forma especial. Pelo menos uma das suas dimensões é muito maior do que as outras. Estas moléculas podem ser alongadas (como um charuto ou um lápis), em forma de disco, de tábua, ou assumir formas ainda mais bizarras como a forma de um chapéu (!) ou de uma pirâmide.
Estas formas especiais fazem com que a liberdade total de posição relativa das moléculas que encontramos nos líquidos "normais" (líquidos isótropos) esteja parcialmente limitada no caso dos cristais líquidos (em certas circunstâncias é mais provável que moléculas em forma de lápis ou de disco se "arrumem" paralelamente às suas vizinhas do que oblíqua ou perpendicularmente a estas, por exemplo).
Desta forma, vamos encontrar, para determinadas temperaturas, arranjos de moléculas (que se chamam "fases", ou especialmente "mesofases" no caso dos cristais líquidos) menos ordenados que nas fases cristalinas mas mais ordenados que nos líquidos isótropos.
As diferentes fases (ou seqüências de fases) líquido cristalinas podem surgir:
- devido à variação da temperatura designando-se, neste caso, os cristais líquidos por termotrópicos;
- ou devido à variação da concentração de uma substância com características especiais num determinado solvente (por exemplo a água) designando-se, neste caso os cristais líquidos por liotrópicos.
