Des chercheurs du CEA (Grenoble) et du LPS (Orsay) viennent d’utiliser les nouvelles capacités des lignes de lumière synchrotron de SOLEIL (Gif-sur-Yvette) et de l’ESRF (Grenoble) pour démontrer l’existence des deux phases dans une suspension de nanofeuillets et pour en comparer les structures.1 Le système considéré était une suspension aqueuse de feuillets synthétiques de formule chimique H3Sb3P2O14, un matériau d’intérêt pour l’extraction solide-liquide des terres rares. Le cliché de diffusion des rayons X de la phase nématique est typique de celle-ci car il ne présente que des pics diffus (Figure 1C). En revanche, celui de la phase lamellaire présente des pics fins caractéristiques d’un ordre des feuillets en couches (Figure 1D). La phase nématique apparait à une concentration en nanofeuillets un peu plus faible que pour la phase lamellaire. Dans cette dernière, au moins un millier de nanofeuillets s’assemblent spontanément pour former chaque couche. Ces résultats montrent qu’il convient d’approfondir les études théoriques et les simulations numériques de tels systèmes car elles ne prédisent que très rarement l’existence de la phase cristal-liquide lamellaire.
Figure 1. En haut : Schémas de l’organisation de nanofeuillets en phase nématique (A) et en phase lamellaire (B). Dans celle-ci, les nanofeuillets appartenant à une même couche sont représentés dans la même teinte de gris et d est la période lamellaire. En bas : Clichés de diffusion des rayons X en phase nématique (C) et en phase lamellaire (D). Les flèches blanches pointent respectivement vers l’anneau diffus nématique et les réflexions lamellaires et l’encart en (D) montre un agrandissement de la réflexion (001).
Référence
Isotropic, nematic, and lamellar phases in colloidal suspensions of nanosheets
Patrick Davidson, Christophe Penisson, Doru Constantin, Jean-Christophe P. Gabriel
PNAS, 115 (26) 6662-6667, 2018
doi:10.1073/pnas.1802692115