J. Phys. France 42, 331-343 (1981)
DOI: 10.1051/jphys:01981004202033100

Etude par RPE de l'organisation de la phase smectique C du 4-4'-di-heptyloxyazoxybenzène

A. Sanson et M. Ptak

Centre de Biophysique Moléculaire, C.N.R.S. et U.E.R. Sciences, Université d'Orléans, 45045 Orléans Cedex, France

Abstract
The molecular organization within the smectic C phase of the 4-4'-di-heptyloxyazoxybenzene (7-OAOB) is studied by ESR with different nitroxyde spin probes. Depending on their flexibility, the probes are found to be localized either in the chains region of the smectic layer or in the rigid aromatic core region. Then one shows that, in the smectic C phase, the aromatic cores of 7-OAOB are tilted at 33° ± 3° from the normal to smectic layer and the alkoxy chains are tilted at 68° ± 2° and have a non-cylindrical fast motion. From the whole results, it is concluded that the rotational diffusion of the molecules around their core axis is quenched. These results are confirmed with the 10-OAOB for which a decrease of the tilt angles is observed in comparison with the 7-OAOB. In the nematic phase, the localization effects of the probes show that the short ranged smectic order exists up to a temperature close to the clearing point.

Résumé
A l'aide de différentes molécules sondes du type nitroxyde, nous avons étudié par RPE l'organisation moléculaire dans la phase smectique C du 4-4'-di-heptyloxyazoxybenzène (7-OAOB). On observe que, selon leur flexibilité, les sondes sont localisées soit dans la région des chaînes aliphatiques de la couche smectique, soit dans la région des blocs aromatiques rigides. On a ainsi pu montrer que, dans la phase smectique C, le bloc aromatique rigide du 7-OAOB est incliné de 33° ± 3° par rapport à la normale aux couches alors que les chaînes aliphatiques sont inclinées de 68° ± 2° et présentent des mouvements rapides à symétrie non cylindrique. De l'ensemble des résultats, il ressort que la diffusion rotationnelle des molécules autour de l'axe des blocs est supprimée. Ces résultats sont confirmés avec le 10-OAOB pour lequel on observe une diminution des angles d'inclinaison par rapport au 7-OAOB. Dans la phase nématique, les effets de localisation des sondes montrent que l'ordre smectique « prétransitionnel » s'étend en fait jusqu'à des températures proches de TNI.

PACS
6130G - Orientational order of liquid crystals; electric and magnetic field effects on order.
7630R - Free radicals.

Key words
molecular orientation -- molecular reorientation -- organic compounds -- paramagnetic resonance of free radicals -- smectic liquid crystals