Recherches sur les textures des états mésomorphes. 5. noyaux, fils et rubans de mœbius dans les nématiques et les cholestériques peu torsadés

Abstract

Les noyaux et les fils ont été décrits dans les cristaux liquides nématiques et cholestétériques relativement peu torsadés, au voisinage de la transition isotrope (du MBBA pur ou additionné d'un faible pourcentage de substance active : le benzoate de cholestérol conduisant à une torsion gauche et le baume de Canada provoquant un enroulement droit). Les fils épais sont des discontinuités optiques résultant de l'existence de directeurs parallèles à l'axe du microscope ; l'arrangement des directeurs reste cependant continu à ce niveau. Les fils fins sont des discontinuités du directeur engendrées par le caractère non polaire du milieu. Les fils fins sont appelés disinclinaisons de Mœbius et associent le long d'un circuit fermé autour de l'un d'eux un vecteur unitaire n parallèle aux molécules au vecteur opposé —n. Les noyaux sont des fils vus parallèlement à l'axe du microscope, s'étendant par conséquent de manière perpendiculaire au plan des porte et couvre-objets. Les fils épais donnent des noyaux pairs avec un coeur continu. Les fils fins conduisent à des noyaux impairs avec un coeur discontinu, formé d'une ligne le long de laquelle, en chaque point, il y a une infinité de directeurs. Lorsque certaines conditions angulaires interviennent au niveau des surfaces limitant la mésophase, les rubans lieu des directeurs horizontaux sont très bien contrastés. Ils soulignent la périodicité cholestérique. Le caractère non polaire du milieu est illustré par la présence de rubans de Moebius, refermés autour des noyaux impairs. La topologie de la distribution des directeurs est décrite dans de tels systèmes. Une définition de l'axe cholestérique est présentée et s'applique aussi bien aux phases nématiques et aux phases cholestériques. La distribution de ce vecteur axial conduit souvent à des disinclinaisons de Moebius. La présence ou l'absence de stratification cholestérique est interprétée en fonction des conditions régnant au niveau de la surface limitant la mésophase. La discussion conduit à deux hypothèses concernant respectivement l'angle des directeurs avec les surfaces limites et l'origine moléculaire de la torsion