Lehmann effect in cholesteric liquid crystals
Effet Lehmann dans les cristaux liquides cholestériques
Résumé
Cholesteric liquid cristals usually form a macroscopic helicoidal structure due to the presence of chiral molecules. In these particular systems, a linear thermomechanical coupling can be observed, called the Lehmann effect: a temperature gradient is able to generate a torque on the local orientation of the molecules. To explain this effect, Leslie introduced a phenomenological coupling coefficent ν, which can be non-zero only if the phase is chiral.
Moreover, there exist cholesterics called compensated, the helicoidal structure of which spontaneously unwinds at a particular temperature, leading to a non chiral structure. In this thesis, we show experimentally, that ν does not vanish at the unwinding temperature. This implies that the phase is still chiral at that temperature, a point that was up to now contentious. Furthermore, the static and dynamical experiments presented here enable to estimate the order of magnitude of the coefficient ν.
Moreover, there exist cholesterics called compensated, the helicoidal structure of which spontaneously unwinds at a particular temperature, leading to a non chiral structure. In this thesis, we show experimentally, that ν does not vanish at the unwinding temperature. This implies that the phase is still chiral at that temperature, a point that was up to now contentious. Furthermore, the static and dynamical experiments presented here enable to estimate the order of magnitude of the coefficient ν.
Les cristaux liquides cholestériques ont généralement une structure en hélice due à la présence de molécules chirales. Dans ces systèmes bien particuliers, on peut observer un couplage thermomécanique linéaire, l'effet Lehmann : un gradient de température exerce un couple sur l'orientation locale des molécules. L'explication de cet effet par Leslie fait intervenir un coefficient phénoménologique ν qui ne peut être non nul que si la phase est chirale.
Par ailleurs, il existe des cholestériques dits compensés dont la structure en hélice se déroule spontanément à une température particulière, conduisant à une structure non chirale. Dans cette thèse, nous montrons expérimentalement que ν n'est pas nul à la température de déroulage de l'hélice. Cela implique que la phase est encore chirale à cette température, point qui était jusqu'alors controversé. De plus les expériences présentées, statiques ou dynamiques, permettent d'estimer l'ordre de grandeur du coefficient ν.
Par ailleurs, il existe des cholestériques dits compensés dont la structure en hélice se déroule spontanément à une température particulière, conduisant à une structure non chirale. Dans cette thèse, nous montrons expérimentalement que ν n'est pas nul à la température de déroulage de l'hélice. Cela implique que la phase est encore chirale à cette température, point qui était jusqu'alors controversé. De plus les expériences présentées, statiques ou dynamiques, permettent d'estimer l'ordre de grandeur du coefficient ν.
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