L’oxymore « Cristaux Liquides », formé par le physicien Otto Lehmann à la fin du XIXème siècle, traduit la perplexité qu’inspirent les états de la matière dont les structures et les propriétés physiques sont intermédiaires entre celles des liquides isotropes et des cristaux solides. Ces « Mésophases », comme les a rebaptisé en 1920 Georges Friedel, l’éminent cristallographe et minéralogiste, ont été trouvées d’abord dans quelques substances d’origine biologique puis dans les composés de synthèse dont le nombre et la diversité structurelle semblent aujourd’hui de ne pas avoir des limites.
Fig. 1: Fine couche nématique vue en lumière
polarisée.
Les cristaux liquides ou les mésophases sont restés longtemps une curiosité de laboratoire avant de devenir omniprésents et presque banals à cause des applications dans écrans plats.
Pour être plus précis, parmi des dizaines des mésophases connues à l’heure actuelle une seule – nématique (fig.1) – est utilisée dans ces écrans. C’est donc à elle que nous allons nous intéresser d’abord dans le but de démontrer par quelques expériences très simples pourquoi elle fait partie des Cristaux Liquides et quel est son rôle dans les afficheurs.
Dans la deuxième partie de l’exposé, d’autres expériences faites en direct vont nous mener vers quelques autres mésophases telles que smectique A thermotrope (fig. 2), lamellaire (fig. 3) ou cubiques (fig. 4) lyotropes.
Fig. 2: Film smectique vu en lumière réfléchie.
Fig. 3: Texture myélinique de la phase lamellaire lyotrope.
Fig. 4: Phases cubiques lyotropes : véritables cristaux liquides
?
Comment ne pas être perplexe
quand on voit sur la figure 4 les photos des cristaux facettés
des phases cubiques lyotropes ? Comment ces cristaux peuvent-ils être
aussi liquides ?