Les cristaux-liquides sont des substances qui présentent un ou des états de la matière entre le solide cristallin et le liquide usuel. Ces états cristaux-liquides se caractérisent par les organisations spécifiques, à l’échelle microscopique, de leurs constituants : molécules, polymères, nanoparticules… Des chercheurs viennent de publier un ouvrage sur l’intérêt de la diffraction des rayons X pour sonder ces organisations moléculaires si particulières.
Les cristaux liquides se retrouvant fréquemment dans la vie courante (dispositifs d’affichage, détergents, matériaux composites, structures biologiques…), ils font l’objet d’une recherche active dont l’un des buts est de déterminer leur structure pour les identifier. Ces études structurales sont le plus souvent effectuées par diffusion de rayonnements, et en particulier de rayons X, ce qui fait donc l’objet de cet ouvrage. Celui-ci s’adresse aux étudiants de troisième cycle, aux chercheurs et enseignants-chercheurs, ainsi qu’aux ingénieurs de l’industrie, physiciens et chimistes, concernés par les systèmes partiellement désordonnés communément regroupés sous le terme de « matière molle ».
Le premier tome présente, dans une première partie, une introduction au sujet, puis un chapitre rappelant toutes les connaissances de base en diffusion de rayonnement nécessaires à ce type d’études, ainsi qu’un autre dressant un panorama des états cristaux-liquides et de leurs clichés de diffusion des rayons X. Une seconde partie décrit beaucoup plus en détail, outre l’état liquide usuel, l’état cristal-liquide le plus courant, appelé « nématique », dans lequel les constituants possèdent un ordre d’orientation mais pas d’ordre de position.
Le second tome est consacré à des états cristaux-liquides plus ordonnés dans lesquels les constituants possèdent à la fois un ordre d’orientation et un ordre de position. Suivant que cet ordre de position se développe dans une, deux ou trois dimensions de l’espace, ces états cristaux-liquides sont respectivement appelés « smectiques », « colonnaires » ou « réseaux tridimensionnels de défauts ». Une première partie (la troisième de l’ouvrage) traite des états smectiques, des plus organisés, très proches des cristaux usuels, aux plus désordonnés, appelés smectiques liquides, éventuellement chiraux, en passant par les smectiques hexatiques. Cette partie décrit aussi les cristaux-liquides colonnaires. La dernière partie expose l’étude structurale de réseaux tridimensionnels de défauts : cristaux d’interfaces et réseaux spécifiques des molécules chirales. Enfin, une annexe récapitule l’identification par diffusion des rayons X des nombreuses structures des cristaux-liquides et une autre en propose une classification uniquement basée sur les propriétés de symétrie.
Anne-Marie Levelut, Directrice de recherche CNRS au Laboratoire de Physique des Solides (LPS) à Orsay, a consacré sa carrière à l’étude structurale des cristaux liquides. Patrick Davidson, également Directeur de recherche CNRS au LPS, étudie les propriétés structurales et physiques de la « matière molle », notamment des cristaux liquides. Alan Braslau s’est longuement intéressé, en tant qu’Ingénieur de recherche CEA au Service de l’État Condensé à Saclay, aux questions de physique statistique soulevées par les systèmes désordonnés.
Actualité reprise par le CNRS Physique
