Nematični tekući kristal je prozirna tekućina koja mijenja polaritet svjetlosnih valova koji prolaze kroz njega. Riječ “nematički” dolazi od grčke riječi za nit i opisuje tvorbe nalik na niti koje se mogu formirati u tekućem kristalu. Nematički tekući kristal se često koristi u zaslonima s tekućim kristalima (LCD) kao što su oni na digitalnim satovima.
Tekući kristali su međufaza taljenja između čvrstog i tekućeg stanja. Godine 1888. austrijski znanstvenik po imenu Freidrich Reinitzer otkrio je državu dok je provodio eksperimente na tvari zvanoj kolesterol benzoat. Tvar, primijetio je Reinitzer, ima dvije različite točke taljenja. U prvom je postao mutna tekućina, a u drugom je postao proziran. Reinitzerova zapažanja uključivala su koncepte da mutno ili kristalno stanje mijenja polaritet svjetlosnih valova koji prolaze kroz njega, što je koncept imperativ za razvoj LCD-a.
Reinitzer nikada nije razvio praktične primjene tehnologije tekućih kristala, a istraživanje kristalnih stanja uglavnom je napušteno početkom 20. stoljeća. Znanstvenik po imenu Hans Keller 1969. godine uspješno je stvorio tvar koja bi nematički kristalizirala na sobnoj temperaturi. Ovo otkriće dovelo je do mogućnosti komercijalizacije proizvoda, a nematični kristali postali su iznimno korisni u tehnologiji zaslona.
Tri agregatna stanja o kojima većina ljudi uči na satu prirodoslovlja su tekuće, plinovito i kruto. Tekući kristal je četvrto stanje, negdje između tekućina i krutih tvari, i dopušta nekim oblicima materije da prolaze kroz njega. Poput tekućih tvari, molekule tekućih kristala nemaju nikakav pozicijski poredak, ali poput čvrste tvari, molekule u tekućem kristalu mogu imati organizacijski red, što znači da imaju tendenciju usmjeravanja prema jednom smjeru tijekom vremena. Nematski tekući kristal je visokotemperaturna faza procesa kristalizacije, gdje molekule imaju organizacijski poredak dugog dometa.
Svjetlosni valovi iz prirodnih ili umjetnih izvora svjetlosti vibriraju u mnogim smjerovima. Ako većina vibracija teži u određenom smjeru, kaže se da je svjetlost polarizirana. Propuštanjem svjetlosnih valova kroz nematski tekući kristal, polarizacija se mijenja, obično rotacijom za 90 stupnjeva. Ako se kristalnoj otopini doda električno polje, smjer i količina polarizacije mogu se kontrolirati naponom električne energije.
U izradi LCD zaslona koriste se dva polarizirana komada stakla, jedan s tankim filterom nematičnog tekućeg kristala. Staklo se zatim zakači na dvije elektrode koje mogu osigurati električne naboje. Provođenjem kontroliranih naboja kroz staklo, nematski tekući kristal će se uvijati i odmotavati, dopuštajući da prođu samo električki tražena područja svjetlosti. Zasloni koji koriste upletene nematske tekuće kristale uobičajene su značajke moderne tehnologije, koje se koriste u prijenosnim računalima i digitalnim satovima i satovima.