Propriétés remarquables et dynamique lente de cristaux liquides nanoconfinés

Remarkable structural properties and slow dynamics of nanoconfined liquid crystals

• Auteur / Autrice : Gilbert Chahine
• Direction : Ronan Lefort, Jean-Marc Zanotti
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière (Rennes1996-2016)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université européenne de Bretagne (2007-2016)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Neutrons -- Diffusion

Transitions de phases

Cristaux liquides

Résumé

Les effets de désordre gelé ont été largement étudiés sur des transitions de second ordre de fluides complexes confinés, tel que les cristaux liquides, mais restent mal compris pour des transitions de premier ordre. Dans ce travail de thèse, nous étudions les propriétés structurales et dynamiques du 12CB en volume et confiné dans des matrices à porosité unidirectionnelle. Nous montrons que le confinement dans l’alumine poreuse n’affecte pas le caractère premier ordre de la transition isotrope-smectique bien qu’une transition de configuration smectique apparait après un cycle de cristallisation/fusion. En revanche, nous mettons en évidence des effets du désordre gelé, induits par la rugosité interne des pores de silicium, et qui remplacent la transition par une mise en ordre smectique à courte portée. Toutefois, ce désordre anisotrope n’éteint pas complètement le caractère premier ordre vu le maintient d’un fort couplage nématique-smectique. Par ailleurs, nous montrons qu’une dynamique locale domine dans la fenêtre temporelle sondée en volume, et que des légers effets de ralentissement et d’hétérogénéité apparaîssent sous nanoconfinement anisotrope.

The effects of quenched disorder were widely studied on second order transitions of confined complex fluids such as liquid crystals. Meanwhile they a still poorly understood in the case of first order transformations. In this work, we study the structural and dynamical properties of bulk and confined 12CB in matrices with unidirectional porosity. We show that confinement in porous alumina does not affect the first order isotropic-smectic transition; although, a transition of smectic configuration appears after a crystallization/melting cycle. On the contrary, we demonstrate that the effects of quenched disorder, induced by the roughness of silicon pore surface, replaces the transition by a continuous growth of a short range ordered smectic phase. However, this strong anisotropic disorder does not switch off completely the first order character of the transition where a nematic-smectic coupling remains strong. Moreover, we show that in the bulk, local dynamics dominate in the probed time window. In silicon and silica pores, we revealed weak effects of slowing down and heterogeneity of molecular dynamics which are mainly influenced by interfacial effects.