SEARA DA CIÊNCIA
CURIOSIDADES DA FÍSICA
José Maria Bassalo


Efeito Schadt-Helfrich

Efeito Schadt-Helfrich.

 

Sabemos que, de um modo geral, a matéria se apresenta em três estados: sólido, que tem forma e volumes definidos; líquido, que tem volume definido, porém a forma é indefinida; e gasoso, de volume e forma indefinidos. Sabemos, também, que nos sólidos seus átomos estão próximos uns dos outros e formam um conjunto rígido. Eles são freqüentemente “anisotrópicos”, pois suas propriedades variam conforme a direção segundo a qual as medimos. Nos líquidos, as moléculas não estão fixas, mas em constante movimento devido à agitação térmica. Eles podem ser deformados com facilidade com forças pequenas, e são “isotrópicos”, já que suas propriedades não variam, qualquer que seja a direção da medida. Por fim, os gases são também “desordenados”, mas suas moléculas estão muito mais afastadas umas das outras do que as dos líquidos.

                   A classificação apresentada acima é bastante resumida. Existem numerosos estados intermediários entre os sólidos e os líquidos. Por exemplo, os cristais são sólidos que apresentam uma forma poliédrica regular, isto é, apresentam uma ordem de longo-alcance (“long-range”) em suas redes (“lattices”), e os amorfos são sólidos não-cristalinos que apresentam apenas uma ordem de pouco-alcance (“short-range”) em suas redes. Em 1922 (Annales de Physique 18, p. 273), o físico francês Georges Friedel (1865-1933) estudou esses dois tipos de sólidos e denominou de mesomórfico o estado da matéria intermediário entre eles. E mais, dividiu-o em dois tipos: os nemáticos, cujas moléculas alongadas que os constituem ficam paralelas a uma mesma direção no espaço, mas a posição relativa delas não é fixa, o que lhes confere uma “anisotropia” e baixa viscosidade; e os esméticos, em que suas moléculas estão dispostas em camadas e o conjunto se apresenta como uma massa folhada. No interior de uma camada (“folha”), as moléculas estão bastante paralelas entre si formando um líquido bidimensional, mas guardam a liberdade de se deslocar sob a influência da agitação térmica. O nome esmético deriva do grego “smêktikos”, que significa sabão. Esses dois estados mesomórficos são hoje conhecidos como cristais líquidos.  

                   Em 1971 (Applied Physics Letters 18, p. 127), os físicos alemães Martin Schadt e Wolfgang Helfrich (n.1932) anunciaram a descoberta de que os cristais nemáticos têm a propriedade de se orientar numa mesma direção quando sob a ação de um campo elétrico e a de propagar a luz polarizada sem girar o seu plano de polarização, giro esse que ocorre quando não há campo elétrico. Essa descoberta, que passou a ser conhecida como efeito Schadt-Helfrich, foi a base da invenção dos mostradores (“displays”) de cristais líquidos, os famosos LCD (“Liquid-Crystal Displays”), em 1979 (Studii si Cercetari de Fizica 31, p. 1021), por T. Beica, S. Frunza, M. Giurgea, L. Matei, T. Serban e M. Voda.