La diffraction des rayons X par les cristaux liquides

Une image de leur organisation moléculaire

Les cristaux liquides sont des substances qui présentent un ou plusieurs états de la matière intermédiaires entre le solide cristallin et le liquide usuel. Ces états cristaux-liquides se caractérisent par les organisations spécifiques à l'échelle microscopique de leurs constituants : molécules, polymères, nanoparticules... Les cristaux liquides se retrouvent fréquemment dans la vie courante, par exemple dans les dispositifs d'affichage, détergents, matériaux composites, structures biologiques. Ils font l'objet d'une recherche active dont l'un des buts est de déterminer leur structure pour les identifier. Ces études structurales sont le plus souvent effectuées par diffusion de rayonnements, en particulier de rayons X. C'est cette diffusion de rayons X qui fait l'objet de cet ouvrage, qui comporte deux tomes.

Le premier tome présentait une introduction aux notions fondamentales de diffusion de rayonnement et décrivait en détail l'état cristal-liquide le plus courant, appelé « nématique ».

Ce second tome est consacré à des états cristaux-liquides plus ordonnés dans lesquels les constituants possèdent, outre l'ordre d'orientation, un ordre de position. Suivant que cet ordre de position se développe dans une, deux ou trois dimensions de l'espace, ces états cristaux-liquides sont respectivement appelés « smectiques », « colonnaires » ou « réseaux tridimensionnels de défauts ». Une première partie (la troisième de l'ouvrage) traite des états smectiques, des plus organisés, très proches des cristaux usuels, aux plus désordonnés, appelés smectiques liquides, éventuellement chiraux, en passant par les smectiques hexatiques. Cette partie décrit aussi les cristaux liquides colonnaires. La dernière partie expose l'étude structurale de réseaux tridimensionnels de défauts : cristaux d'interfaces et réseaux spécifiques des molécules chirales. Enfin, une annexe récapitule l'identification par diffusion des rayons X des nombreuses structures des cristaux liquides et une autre en propose une classification uniquement basée sur les propriétés de symétrie.