Orientation par un champ magnétique d'un cristal liquide nématique et de nano-bâtonnets de goethite: vers l'obtention d'un cristal liquide ferronématique

Christelle Vatry (1) , Ali Abou Hassan (1) , Vincent Dupuis (1) , Olivier Sandre (1)

1 PECSA - Physicochimie des Electrolytes, Colloïdes et Sciences Analytiques

Si l'idée de disperser des charges inorganiques dans un cristal liquide thermotrope remonte aux années 70,[1] sa réalisation reste d'actualité: le dopage de cristaux liquides organiques par des charges inorganiques permettrait en effet d'améliorer leurs caractéristiques tant diélectriques[2] que magnétiques.[3] En mesurant la biréfringence magnéto-induite, nous observons la « transition de Fredericksz » du cristal liquide 5CB (4-cyano-4'-pentylbiphenyl) soumis d'un côté à un ancrage homéotrope à la surface et de l'autre en volume à l'orientation magnétique planaire.[4] Cette mesure de biréfringence a servi aussi à B. Lemaire à Orsay pour mettre en évidence la transition du paramètre d'ordre S2 de suspensions inorganiques de goethite alpha-FeOOH en phase isotrope entre une valeur non nulle positive à bas champ H et négative à champ fort, interprétée comme la compétition entre l'énergie d'un moment permanent résiduel de surface parallèle aux bâtonnets et celle du moment induit perpendiculaire.[5] En modifiant les conditions de synthèse, nous obtenons des échantillons de longueurs variables de 500 à 15 nm, et nous montrons que la croissance des bâtonnets suit un mécanisme dit « agrégation orientée » des germes de ferrihydrite.[6] Le dopage par des ions paramagnétiques (Co2+, Ni2+) permet d'agir sur les valeurs des moments permanent et induit tels que mesurés par les différentes techniques (magnétométrie, biréfringence, diffusion anisotrope des neutrons) pour une série d'échantillons. Nous discuterons du dopage d'un cristal liquide par ces nanoparticules allongées afin d'abaisser le champ seuil de Fredericksz. Références 1. F. Brochard & P-G. De Gennes, J. Phys. (France) 31 691-708 (1970) 2. Y. Reznikov & A. Buchnev, Molec. Cryst. & Liq Cryst. 453:227-237 (2006) 3. C. Da Cruz, O. Sandre, V. Cabuil, J. Phys. Chem. B 109(30), 14292 (2005) 4. M. Konerackf, V. Kellnerova, P. Kopcansky, T. Kuczynski, JMag.Mag.Mat.140-144, 1455 (1995) 5. B.J. Lemaire, P. Davidson, J. Ferré, J.P. Jamet, D. Petermann, P. Panine, I. Dozov, and J.-P. Jolivet Eur. Phys. J. E 13, 291–308 (2004) 6. A. Abou-Hassan, O. Sandre, S. Neveu, V. Cabuil, Angew. Ch. 48 1-5 (2009)

Domaines: Matériaux; Matière Molle [cond-mat.soft]

Christelle Vatry, Ali Abou Hassan, Vincent Dupuis, Olivier Sandre. Orientation par un champ magnétique d'un cristal liquide nématique et de nano-bâtonnets de goethite: vers l'obtention d'un cristal liquide ferronématique. 14ème Colloque Francophone des Cristaux Liquides (CFCL2009) – Systèmes anisotropes auto-organisés, Sep 2009, Orsay, France. ⟨hal-00418558⟩