Brosses de polymeres et solvants nematiques : proprietes de mouillage et d'ancrage

• Auteur / Autrice : Olivier Ou Ramdane
• Direction : Jacques Prost
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

L'interface entre une brosse de polystyrene et un cristal liquide nematique est etudiee grace a des experiences de mouillage mettant principalement en oeuvre des techniques optiques (interferometrie en lumiere polarisee et ellipsometrie). De la temperature ambiante jusqu'a 26\c environ, le comportement d'une gouttelette nematique deposee sur un tel substrat est decrit par la theorie du mouillage pseudo-partiel. Des films microscopiques de deux natures differentes se developpent autour de la goutte immobile : un precurseur smectique s'etale d'abord au-dessus de la brosse seche selon une cinetique sous diffusive, il est suivi d'un epaulement revelant la penetration des molecules du nematique a l'interieur de la couche de polymere par diffusion. L'ancrage obtenu a cette interface est quasi-planaire et de faible energie. Sa longueur d'extrapolation, de l'ordre de quelques centaines de nanometres a l'ambiante, diverge a l'approche de la clarification. Ainsi, dans le regime de mouillage total observe au-dela de 26\c, les forces d'ancrage et les deformations elastiques du cristal liquide imposent a la goutte d'avoir a l'equilibre une forme de crepe dont l'epaisseur est voisine de la longueur d'extrapolation. Au-dessus de la transition nematique isotrope, la gouttelette s'etale completement. L'etude revele en outre que la configuration ou le directeur est confine dans les plans meridiens d'une goutte nematique est instable au voisinage de la transition optique. On observe alors l'apparition de nombreux defauts de force 1, organises en rubans. Enfin, des experiences preliminaires de demouillage du cristal liquide sur des brosses saturees indiquent que la destabilisation du film peut survenir soit par nucleation heterogene, soit par decomposition spinodale, suivant son epaisseur initiale.