Os cristais lÃquidos são substâncias que se podem apresentar num estado fÃsico diferente dos três estados mais comuns (sólido, lÃquido e gasoso). Este estado fÃsico (a que poderemos chamar o quarto estado fÃsico da matéria) corresponde a um grau de organização molecular intermédio entre o estado sólido (cristal) e o estado lÃquido.
Trata-se de um material que se encontra em estado intermediário entre o sólido e o lÃquido. São moléculas longas e rÃgidas que podem se organizar como um sólido ou desorganiza-se como um lÃquido. São sensÃveis a corrente elétrica, luz, pressão e calor.
Somente no estado sólido as moléculas de uma substância mantêm uma estrutura ordenada. O cristal lÃquido, porém, é uma substância que flui como um lÃquido, 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 lÃquido, transparente, torna-se opaco. Basicamente, um visor de cristal lÃquido – ou LCD (Liquid Crystal Display) – é um sanduÃche 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 lÃquido foi descoberto nos Estados Unidos em 1971, mas sua composição até hoje é um segredo industrial.
As moléculas dos cristais lÃquidos 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 lÃquidos "normais" (lÃquidos isótropos) esteja parcialmente limitada no caso dos cristais lÃquidos (em certas circunstâncias é mais provável que moléculas em forma de lápis ou de disco se "arrumem" paralelamente à s suas vizinhas do que oblÃqua 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 lÃquidos) menos ordenados que nas fases cristalinas mas mais ordenados que nos lÃquidos isótropos.
As diferentes fases (ou seqüências de fases) lÃquido cristalinas podem surgir:
- devido à variação da temperatura designando-se, neste caso, os cristais lÃquidos por termotrópicos;
- ou devido à variação da concentração de uma substância com caracterÃsticas especiais num determinado solvente (por exemplo a água) designando-se, neste caso os cristais lÃquidos por liotrópicos.