Cristallo liquido è un termine che si riferisce a sostanze che non sono cristalline (solide) né isotropiche (liquide), ma in qualche modo tra i due. Ci sono tre tipi principali, o ciò che è scientificamente noto come mesofasi, di cristalli liquidi che possono essere identificati dalle loro quantità variabili di ordine molecolare e posizionamento. Questa disposizione delle molecole è ciò che rende la sostanza più solida o liquida.

Nematica

La fase nematica è la forma più semplice di cristallo liquido ed è la fase in cui le molecole di cristallo non sono ordinate posizione e sono liberi di muoversi in qualsiasi modo. Tuttavia, mentre non hanno un ordine specifico, durante questa fase le molecole tendono a puntare nella stessa direzione, che è ciò che la differenzia da un liquido puro. Il cristallo liquido in questa fase può essere caratterizzato dal suo aspetto filiforme quando viene osservato al microscopio. L'uso del cristallo liquido nematico è comune negli obiettivi dei telescopi in quanto consente un'immagine chiara quando i ricercatori si confrontano con la turbolenza atmosferica.

Smectic

La fase smectic del cristallo liquido, che è definita come essendo equivalente al residuo viscido e sdrucciolevole trovato sul fondo dei piatti di sapone, è caratterizzato da un leggero grado di ordine traslazionale nelle molecole di cristallo che non si trova nella fase nematica. Mantenendo un orientamento simile e puntando nella stessa direzione delle molecole in cristallo liquido nematico, in questa fase le molecole tendono ad allinearsi in strati. Mentre questi strati nel loro complesso si muovono liberamente, il movimento all'interno degli strati è limitato; quindi, crea una sostanza leggermente più solida. Si è scoperto che il cristallo liquido smectic ha un tempo di risposta elettro-ottico veloce e per questo viene usato, insieme al cristallo liquido nematico, nella produzione di schermi a cristalli liquidi (LCD).

Colesterico

La fase colesterica, nota anche come fase nematica chirale, è caratterizzata dal fatto che le molecole sono allineate e leggermente angolate l'una rispetto all'altra, impilate in strati molto sottili - è l'ultima fase prima che una sostanza diventi cristallina o solida. Questo tipo di cristalli liquidi ha anche la caratteristica di cambiare colore quando è esposto a temperature diverse. È per questo motivo che il cristallo liquido colesterico è usato in articoli casalinghi come termometri e anelli d'umore.