Question d'origine :

c'est quuoi, ça ressemble à quoi un cristal discoïde ???

Réponse du Guichet

Avatar par défaut bml_sci - Département : Sciences et Techniques
Le 26/08/2021 à 12h17
Bonjour,

Réponse du département Sciences & Techniques

Selon nos recherches, un cristal discoïde est la forme que peut prendre les molécules d’un cristal liquide. Aussi appelé cristaux liquides discotiques, ils prennent la forme d’un disque.

Pour comprendre ce phénomène, voici un rappel de physique et de chimie générale :
« Le biologiste Freidrich Reinitzer découvre en 1888 un matériau apparemment intermédiaire entre un solide et un liquide. Il l’envoie à son collègue Otto Lehmann qui l’interprète comme un cristal ordinaire dont le réseau à trois dimensions serait très mobile et, pour rappeler ces caractéristiques apparemment contradictoires, lui donne le nom de « cristal liquide ».
La perplexité des physiciens de l’époque, qui se refusent à croire à un nouvel état de la matière, dure jusqu’en 1922, année où Georges Friedel propose la première classification des états intermédiaires de la matière, ou mésophages. Il distingue :
-l’état liquide
-L’état nématique (du grec nêma) qui signifie littéralement « fil » pour faire allusion aux lignes noires visibles au microscope polarisant
-L’état smectique (du grec smêgma) signifiant « savon » pour faire référence à la ressemblance de cette structure au savon en solution.
-L’état cristallin (solide)
(Source : Le cours de Chimie générale sous la direction d'Alain Sevin et François Volatron)

Selon le le dictionnaire de physique, un cristal liquide est un milieu constitué de molécules allongées pouvant s’aligner entre elles et s’organiser selon plusieurs phases, notamment nématique, cholestérique et smectique. Il s’agit bien de phase au sens thermodynamique du terme, le liquide ainsi formé pouvant subir des transitions de phases de l’une à l’autre, comme le montra Otto Lehmann en 1905. Les propriétés électriques et optiques des cristaux liquides sont mises en œuvre dans les écrans LCD.

Un cristal liquide est donc un état de la matière qui combine des propriétés d'un liquide ordinaire et celles d'un solide cristallisé. On exprime son état par le terme de « mésophase » ou « état mésomorphe» (du grec « de forme intermédiaire »). La nature de la mésophase diffère suivant la nature et la structure du mésogène, molécule à l'origine de la mésophase, ainsi que des conditions de température, de pression et de concentration.


Les cristaux liquides discotiques ont été synthétisés et caractérisés pour la première fois par S. Chandrasekhar en 1977 à Bangalore en Inde. Les cristaux liquides discotiques sont formés de molécules planes composées de noyaux souvent polyaromatiques rigides et des chaînes périphériques flexibles susceptibles d’être fonctionnalisées. Cet ensemble confère à ces cristaux liquides des propriétés électroniques remarquables et modulables (caractère donneur ou accepteur de porteurs de charges). Ces matériaux, grâce à leur capacité d’auto-organisation en colonnes elles-mêmes en un réseau ordonné, promeuvent une forte conjugaison orbitalaire unidirectionnelle. Ainsi les porteurs de charges auront une grande mobilité le long de ces colonnes. Ce qui fait de ces matériaux de véritables candidats pour des applications en électronique moléculaire et en photovoltaïque organique avec leur efficacité quantique record. Source : "Propriétés physiques des cristaux liquides discotiques nanoconfinés." Thèse de Makha Ndao

Voici la forme que peut prendre un cristal liquide discotique (figure b) et sa représentation en colonne (figure b).







Pour en savoir plus :

Les cristaux liquides / Michel Mitov
Physique de la matière molle / Françoise Brochard-Wyart, Pierre Nassoy, Pierre-Henri Puech
Le cours de chimie générale : Licence, PASS, Capes / sous la direction d'Alain Sevin et François Volatron
« La naissance des cristaux liquides » de Michel Mitov dans la revue La Recherche n°463, de 2012


Bonne journée.

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