La chimica è una scienza trasversale la cui comprensione è fondamentale per affrontare argomenti e tematiche molto attuali, come le nanoscienze e le nanotecnologie, che si basano sulle proprietà della materia nella scala dei 'nanometri' e sulla possibilità di controllare le proprietà chimiche e fisiche delle molecole. L'organizzazione delle molecole nella scala che va dai nanometri ai micron è fondamentale per tutta una classe di materiali che fanno parte della 'soft matter', e in particolare dei cristalli liquidi. I cristalli liquidi fanno parte della nostra vita grazie, ad esempio, ai display a cristalli liquidi che troviamo in molti dispositivi, dai cellulari ai televisori, il cui funzionamento è legato ai cosiddetti cristalli liquidi termotropici, e ai saponi utilizzati per detergere, le cui proprietà sono tipiche dei cristalli liquidi liotropici.

Il percorso che abbiamo proposto si divide quindi in due parti. La prima parte del percorso è centrata sulla introduzione ai cristalli liquidi termotropici, che può essere proposta a livello di biennio delle scuole secondarie di II grado, in quanto associato all'argomento degli stati della materia, alle proprietà chimiche e fisiche delle sostanze chimiche, e ad alcune proprietà ottiche, con elementi interdisciplinari tra la chimica e la fisica. La seconda parte del percorso è centrata sui cristalli liquidi liotropici e in particolare sui sistemi eterogenei formati da tensioattivi e acqua. In particolari condizioni, i sistemi formati da acqua e tensioattivi formano gli aggregati micellari, le cui caratteristiche chimiche e fisiche si prestano ad essere trattati nel triennio della scuola secondaria di II grado, in quanto si collegano a concetti fondamentali della chimica organica e permettono di capire i principi su cui si basano le strutture organizzate fondamentali per la vita, come le membrane cellulari, presentando quindi elementi interdisciplinari tra la chimica e la biologia.

Introduzione ai cristalli liquidi

Due interessanti articoli introduttivi al mondo dei cristalli liquidi pubblicati nella rivista "La Chimica nella Scuola" nel 2010-2011, a cura di Alessandro Marchetti e Valentina Domenici, Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale dell'Università di Pisa.

Ordine, disordine e la complessità del mondo parzialmente ordinato tra aspetti chimico-fisici e applicazioni tecnologiche

Tra i materiali parzialmente ordinati che rientrano nella cosiddetta “soft matter”, i cristalli liquidi continuano a stimolare la ricerca nel campo dei nuovi materiali. È il caso degli elastomeri liquido-cristallini, noti per la proprietà di modificare la forma, in modo reversibile, quando sottoposti a stimoli esterni. Ci spiega tutto Valentina Domenici in questo articolo introduttivo pubblicato nella rivista "La chimica e l'industria" (2019)

Liquid crystals: a new topic in physics for undergraduates

In questo articolo pubblicato su European Journal of Physics gli autori presentano un percorso didattico sui cristalli liquidi mostrando le connessioni tra il mondo dei cristalli liquidi e la termodinamica, l'ottica e l'elettromagnetismo.

Una introduzione (breve) ai cristalli liquidi e alcune considerazioni didattiche

In questo breve articolo pubblicato sul giornale del Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale Il Piccolo Cimento Valentina Domenici spiega brevemente alcune considerazioni didattiche sull'importanza di introdurre i cristalli liquidi a livello di scuola secondaria di II grado.