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Auteur(s)
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Philippe BAROIS : Docteur ès sciences - Directeur de Recherche au Centre National de la Recherche scientifique
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’étude des cristaux liquides a commencé entre 1850 et 1880 avec l’observation de substances étranges, d’origine biologique pour la plupart, présentant plusieurs points de fusion. Leur véritable découverte est toutefois attribuée au botaniste autrichien F. Reinitzer qui fut le premier, en 1888, à reconnaître dans l’état fluide opalescent d’un dérivé du cholestérol un nouvel état de la matière. Le physicien allemand O. Lehmann, concepteur du premier microscope polarisant à platine chauffante, proposa le nom de cristal liquide en 1890 et c’est en 1922 que le Français G. Friedel établit la classification et la nomenclature des phases les plus usuelles : états nématique, smectique et cholestérique.
Très active jusqu’en 1930, la recherche sur les cristaux liquides connut un relatif sommeil jusqu’en 1958. Le renouveau et l’essor de la discipline à partir de 1960 sont dus à l’apparition de nouveaux cristaux liquides de synthèse, à l’intérêt théorique suscité par leurs propriétés critiques et structurales variées et surtout à leurs applications technologiques parmi lesquelles les plus réussies sont les affichages.
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État cristal liquide
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5. Conclusion
Après plus d’un siècle d’études, la physique des cristaux liquides est riche de problèmes complexes bien compris et d’applications technologiques largement répandues. Pourtant, les cristaux liquides offrent encore de nombreux problèmes fondamentaux non résolus et une foule d’applications potentielles.
L’étude des phases smectiques torsadés (TGB) et smectiques C, dits antiferroélectriques ou smectiques O, (dans lesquels l’inclinaison alterne de θ à – θ d’une couche à l’autre) ne fait que commencer. Les phases colonnaires ont été relativement moins étudiées que les phases smectiques mais leur physique est a priori aussi riche.
Du point de vue des applications, les affichages sont encore et toujours le domaine majeur des applications des cristaux liquides. Les techniques connues sont améliorées (états smectiques C ferroélectriques) et de nouveaux procédés sont expérimentés [comme les textures diffusantes de structures cholestériques de pas très court ou des PDLC 1.3 qui évitent l’emploi de polariseurs, consommateurs de lumière]. Les dispositifs optiques pour les communications par fibres ou l’optique non linéaire (polymères cristaux liquides) se développent.
Les cristaux liquides lyotropes ont également une importance considérable : les détergents présentent des phases lamellaires, des produits actifs solubles ou non dans l’eau peuvent être encapsulés dans des phases de membranes et relâchés progressivement sur leur cible. Beaucoup d’applications rejoignent la biophysique : les membranes phospholipidiques des cellules vivantes ne sont guère différentes des lamelles smectiques.
Enfin, la recherche est toujours très active en chimie où de nouvelles géométries moléculaires aux propriétés spécifiques sont sans cesse imaginées.
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BIBLIOGRAPHIE
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(2) - CHANDRASEKHAR (S.) - Liquid Crystals. - 2e Éd. Cambridge University Press (1992).
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(3) - MALTHÈTE (J.), LEVELUT (A.M.), NGUYEN (H.T.) - * - J. Physique Lett. France 46, 875 (1985).
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(4) - LANDAU (L.), LIFSCHITZ (E.) - Physique statistique. - Éditions MIR, Moscou (1967).
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(5) - JANNING (J.L.) - * - Appl. Phys. Lett. 21 (1973) 173. URBACH (W.), BOIX (M.) ET GUYON (E.). – Appl. Phys. Lett. 25, 479 (1974).
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(6) - RENN (S.R.), LUBENSKY (T.C.) - * - Phys. Rev. A38, 2132 (1988).
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