La risposta è semplice: neanche un po’. La lettrice è stata probabilmente indotta a porre una domanda di questo genere associando al concetto di liquido quello del liquido per eccellenza, l’acqua. Ma in realtà un cristallo liquido non solo non contiene acqua ma non è neppure davvero liquido, come l’antitesi insita nell’espressione “cristallo liquido” in qualche modo preannuncia.

I cristalli liquidi sono fluidi organici altamente anisotropi con proprietà intermedie tra quelle di una fase solida cristallina e quelle di una fase liquida (isotropa). Essi assomigliano ad un liquido per via della loro fluidità ma ricordano un solido perché, almeno lungo una direzione, si presentano come oggetti strutturalmente ordinati. In più – e questa è la ragione principale del loro interesse applicativo – essi possono alterare il proprio livello di ordinamento al variare della temperatura, della intensità di un campo elettrico esterno applicato o sotto l’effetto di altri stimoli esterni.

Mentre rimandiamo la lettrice ai riferimenti di approfondimento riportati in calce per una più completa classificazione dei diversi tipi di cristalli liquidi noti, ci concentreremo qui sulla struttura  di una sola famiglia di cristalli liquidi – peraltro particolarmente importante – e cioè quella dei cristalli liquidi nematici. Si tratta di sistemi che possono essere schematizzati come costituti da molecole allungate e ordinate (nella mesofase nematica) lungo una direzione dello spazio (vedi immagine a sinistra).

Mentre il centro di massa di ciascuna molecola può liberamente posizionarsi rispetto a quello delle altre molecole, gli assi principali delle molecole restano tra loro approssimativamente paralleli. Al variare delle condizioni esterne (temperatura, campi elettrici o magnetici applicati) il cristallo liquido può tuttavia perdere questa orientazione privilegiata trasformandosi in un liquido ordinario (disordinato).

Dato che, nella loro fase ordinata, i cristalli liquidi nematici presentano le proprietà ottiche di cristalli uniassiali, un fascio di luce polarizzata normalmente all’asse della fase nematica viene completamente assorbito – mentre lo stesso fascio viene trasmesso dalla fase disordinata. Questo è l’effetto che, anche se con modalità leggermente più complesse, viene impiegato nei display a cristalli liquidi (LCD).

Come mostrato schematicamente nella figura qui sopra, un LCD è costituito da due polarizzatori (1 e 5) con assi di polarizzazione orientati a 90° l’uno rispetto all’altro; da due elettrodi trasparenti di cui uno uniforme (4) e uno strutturato (2); e da un cristallo liquido nematico (3) uni- o biassiale. Se tra gli elettrodi 2 e 4 non viene applicata nessuna differenza di potenziale, allora l’elemento 3 si trova nella sua fase disordinata e non altera in alcun modo l’asse di polarizzazione della radiazione che lo attraversa. Dato quindi che i polarizzatori 1 e 5 hanno assi di polarizzazione normali l’uno rispetto all’altro, la radiazione luminosa non attraverserà la sequenza degli strati 1 – 5. Viceversa, se tra uno (o più) elementi dello strato 2 e lo strato 4 viene applicata una differenza di potenziale, allora lo strato 3 si ordinerà nella regione interessata dal campo elettrico applicato, e ruoterà almeno in parte il piano di polarizzazione della radiazione luminosa che potrà così essere trasmessa attraverso il multistrato. In questo modo risulta possibile “spegnere” e “accendere” parti del display, ottenendo ad es. la visualizzazione di numeri o altri simboli.

Per ulteriori informazioni sui cristalli liquidi:

Ulisse si è già occupato in passato di cristalli liquidi. Tra gli interventi presenti sul portale, segnalo un bel saggio di Valentina Dominici dalla Biblioteca di Ulisse e  una scheda di approfondimento edita nel 2007 con relativa bibliografia.

Segnalo anche la voce Liquid crystals della Wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_crystal (da cui ho tratto le immagini che ho usato nella mia risposta).

Di taglio più specialistico (ma comunque abbordabile) il libro Horst Stegemeyer, Liquid Crystals (Topics in Physical Chemistry), Steinkopff 1993, un piccolo classico sull’argomento.

Per chi infine volesse unire l’utile al dilettevole segnalo anche un gioco educational sui cristalli liquidi dal serissimo sito dell’Accademia Svedese delle Scienze.