Etudes des propriétés électro-optiques, diélectriques et structurales d'un cristal liquide ferroélectrique stabilisé par un réseau polymère

par Mohamed Petit

Thèse de doctorat en Physique. Sciences des matériaux

Sous la direction de Abdelylah Daoudi et de Jean-Marc Buisine.

Soutenue en 2007

à Littoral .


  • Résumé

    Dans ce travail, nous avons entrepris l’étude de cellules ferroélectriques stabilisées par un réseau polymère, dont la structure en hélice a été préservée en choisissant un cristal liquide à faible pas hélicoïdale. La formation du réseau polymère est basée sur un processus d’auto-assemblage photo-induit et d’alignement d’entités monomères mésogènes photoréactives dispersées dans le solvant anisotrope qu’est le milieu cristal liquide, considéré comme élément de structuration du réseau. L’auto-structuration du réseau polymère, conjointement à des effets d’ancrage aux interfaces polymère/cristal liquide, sont en retour des éléments déterminants pour le comportement du cristal liquide stabilisé lorsqu’un champ électrique est appliqué. L’étude des propriétés électro-optiques et diélectriques des gels nous a permis de mettre en évidence que le réseau polymère anisotrope formé en phase SmC* joue un rôle stabilisateur non seulement de la structure en hélice de la phase héliélectrique, mais aussi de l’ordre orthogonal an phase SmA. Ce réseau anisotrope dispersé dans le volume de la cellule permet le contrôle de la réorientation sous champ électrique du cristal liquide. Nous avons montré que cet effet du réseau est intimement lié à sa structure fibrillaire et anisotrope interagissant fortement avec le cristal liquide grâce à des forces d’ancrage et élastique. Des approches théoriques qui tiennent compte de la structure et de la morphologie du réseau ont été développées et ont permis d’estimer l’ampleur du couplage réseau/cristal liquide , que l’on peut qualifier de « fort ». Ce couplage fort se traduit par l’augmentation de l’élasticité effective des gels.

  • Titre traduit

    Eletro-optic, dielectric and structural studies of a ferroelectric liquid crystal stabilized by a polymer network


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    We report in this work the effect of an anisotropic polymer network formed from an achiral photo-reactive monomer in a short pitch chiral SmC* phase, on the coupling of liquid crystal molecules to applied electric field. The formation of the polymer network is based on a photo-induced self-structuring process and alignment of photo-reactive mesogenic monomers, initially dispersed in a SmC* liquid crystal matrix. This allows to a gel composite material. The self-structured network plays in turn a crucial role on the behaviour of the liquid crystal under external electric field. Experimental data, obtained from electro-optic and dielectric measurements, showed that the anisotropic polymer network stabilizes not only the helical structure of the ferroelectric SmC* phase, but also the orthogonal order of the paraelectric SmA phase. We have demonstrated this effect to be related to network morphology. AFM experiments have shown a fibrillar and anisotropic structure of the network. The experimental results were discussed in the framework of a simple phenomenological model, extended from the Landau model, including the bulk free energy arising from the liquid crystal/polymer anisotropic interaction, and the elastic free energy resulting from the anchoring of liquid crystal molecules at the polymer boundaries. The coupling parameter characterizing the liquid crystal/polymer interaction was evaluated as a function of polymer network density. This interaction can be qualified as “strong”, and results on the increase of the effective elasticity of the gels.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (155 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitre.

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