Numéro |
J. Phys. France
Volume 34, Numéro 7, juillet 1973
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Page(s) | 603 - 614 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/jphys:01973003407060300 |
DOI: 10.1051/jphys:01973003407060300
Recherches sur les textures des états mésomorphes. 3. Les plages à éventails dans les cholestériques
Y. BouligandLaboratoire de Zoologie, ENS, 46, rue d'Ulm, 75005 Paris, France
Abstract
Fan-shaped textures are very common between glass and cover-slip, in cholesteric liquid crystals, near the isotropic transition. These textures contain a good deal of disclinations + π and - π arranged according to certain patterns easy to recognize. In the edge-dislocations, one disclination + π is associated with a - π as can be seen from figure 2a. In the elementary pinches, the two opposite disclinations are associated in an alternative way (Fig. 2b). The quadri laterals (which are often lozenges with sharply defined angles of 60° or 120°) are built on the association of two + π and two - π (Fig. 2d). The zigzags associate alternatively disclinations + π and - π, distributed along walls between two areas of different chiral orientations. Certain other remarkable patterns such as ellipses are in fact due to elementary pinches, the plane of the two associated disclinations being horizontal (Fig. 10). The disclinations show several singular points, where focal lines start. We prefer to call these curves « lines of flare », with reference to the trumpet shape of the stacked laminae around these lines. The + π disclinations can work as focal curves, but never the - π. One can define « translation focal domains » and « rotation focal domains », the former leading to sets of parallel surfaces which can be orientated. The latter, on the contrary, show the opposite property, owing to the odd character of the disclinations involved. The curves of flare and the + π disclinations are connected into two focal lattices with no point in common. The - π are stretched between singular points of the two opposite lattices. The term « facies » is used for differentiated areas in textures characterized by the repetition of a defined pattern. The facies seem to result from mechanical effects, when the mesophase is stabilizing. The textures are more accurately defined by the nature of their singularities. In the fan-shaped textures, for instance, are involved : disclinations, focal lines and translation dislocations. The two latter occur only in polygonal fields, the texture, that we have described in the preceding paper [3]. The laminae and the rotation or translation dislocations lie mainly vertical between glass and cover-slip, in the fan-shaped textures, owing to a strong influence of the glass boundaries. The different facies described in this paper have been observed in thin sections sliced from samples of cholesterics polymerized near the isotropic transition, where the boundary conditions are removed.
Résumé
Les textures en éventails sont très communes entre lame et lamelle, dans les cristaux liquides cholestériques, proches de la transition isotrope. Ces textures renferment un bon nombre de disinclinaisons + π et - π arrangées selon certains motifs aisément reconnaissables. Dans une dislocation-coin, une disinclinaison + π est associée à une - π, selon la disposition représentée figure 2a. Dans les pincements élémentaires, les deux disinclinaisons opposées sont arrangées de manière différente (Fig. 2b). Les quadrilatères (qui sont très souvent des losanges, avec des angles rigoureusement définis de 60° et 120°) sont construits en associant deux + π et deux -π (Fig. 2d). Les zigzags associent alternativement des disinclinaisons + π et - π distribuées selon des murs séparant deux régions présentant des orientations différentes des axes cholestériques. Certains motifs également remarquables tels que les ellipses sont dus en fait à des pincements élémentaires, le plan des deux disinclinaisons associées étant horizontal (Fig. 10). Les disinclinaisons présentent des points singuliers d'où partent des lignes focales. Nous préférons appeler ces courbes « lignes d'évasement », en faisant référence à la forme en trompette des couches emboîtées autour de ces lignes. Les disinclinaisons + π peuvent jouer le rôle de courbes focales, mais jamais les - π On peut définir des « domaines focaux de translation » et des « domaines focaux de rotation », les premiers conduisant à des ensembles de surfaces orientables, contrairement aux seconds, cette propriété tenant au caractère impair des disinclinaisons impliquées. Les courbes d'évasement et les disinclinaisons + π sont réunies en deux réseaux conjugués ne présentant aucun point commun. Les disinclinaisons - π sont tendues entre certains points singuliers des deux réseaux opposés. Le terme « faciès » désigne des régions différenciées dans les textures par la présence presque exclusive de certains motifs. Les faciès semblent résulter d'effets mécaniques intervenant au cours de la stabilisation de la mésophase. Les textures sont mieux définies par la nature des singularités qu'elles renferment. Dans la texture à éventails, par exemple, interviennent les disinclinaisons, les lignes d'évasement et les dislocations de translation. Ces deux derniers types de défauts interviennent seuls dans les champs polygonaux que nous avons décrits dans le précédent article [3]. Les strates et les dislocations de rotation ou de translation sont généralement verticales, entre lame et lamelle, dans les plages à éventails, ceci étant dû à une forte influence des limites vitreuses de la préparation. La plupart des faciès décrits dans cet article ont été observés en coupe semi-fine, par microtomie d'échantillons de cristaux liquides cholestériques, polymérisés au voisinage de la température de transition isotrope, et où l'on a pu éliminer l'influence des frontières de la préparation.
6130C - Molecular and microscopic models and theories of liquid crystal structure.
Key words
liquid crystals