Liquid Crystals

New Perspectives

Collective book on liquid crystals

Françoise Brochard - Wyart

Two years ago, Mme Françoise Brochard-Wyart, director of the field "Physics of Soft Matter" at ISTE Editions, proposed us to write a book on recent advances in Liquid Crystals. The team of contributing authors and the content of the book were set thanks to Tigran Galstian who invited six of the authors to the 18th Conference on Optics of liquid Crystals in Quebec City.

We are glad to announce today that the book is available.

E. Brasselet

C. Peng

O. Lavrentovich

P. Oswald

A. Dequidt

G. Poy

M.H. Godinho

P. Pieranski

M. Srinivasarao

Videos

Chapter 1: Singular optics of liquid crystals defects

Figure 1.35b:

Observation en lumière blanche entre polariseurs linéaires croisés d’un film nématique homéotrope possédant une anisotropie diélectrique négative, subitement soumis à un champ électrique alternatif au départ de la vidéo et dont l’amplitude est légèrement supérieure au seuil de réorientation. Une assemblée d’ombilics est générée et celle-ci évolue dans le temps au gré des annihilations de paires de défauts de charge topologique opposée. Champ d’observation de l’ordre de 1 cm2. Temps réel.


Figure 1.37 (panel no magnet):

Observation en lumière blanche entre polariseurs linéaires croisés d’un film nématique homéotrope possédant une anisotropie diélectrique négative, subitement soumis à un champ électrique alternatif au départ de la vidéo et dont l’amplitude est légèrement supérieure au seuil de réorientation. Une assemblée d’ombilics est générée et celle-ci évolue dans le temps au gré des annihilations de paires de défauts de charge topologique opposée. Champ d’observation de l’ordre de 1 cm2. Temps réel.



Figure 1.37 (panel magnet):

Conditions expérimentales identiques à la vidéo Figure 1.37 (panel-no-magnet) en présence d’un aimant annulaire (on en voit le contour intérieur) placé à 1mm de distance du plan du film.




Chapter 2: Control of microparticles with liquid crystals

Figure 2.2:

Nonlinear Liquid Crystal Enabled Electrophoresis (LCEP) of a glass sphere powered by an AC electric field.

Figure 2.5:

Liquid crystal-enabled osmotic flows carry polystyrene spheres in a surface-patterned nematic cell; the spheres would not move in a uniform aligned or misaligned cells.

Figure 2.6:

Liquid crystal-enabled transport of water droplets to a location predesigned by surface patterning of the liquid crystal.

Figure 2.7:

Sorting of droplets with different surface properties by liquid crystal-enabled electro-osmotic flows.

Figure 2.8:

Bacteria Bacillus Subtilis swimming in a water-based lyotropic chromonic liquid crystal.

Figure 2.9:

Unipolar circulation of bacteria around a spiral vortex photopatterned in a lyotropic chromonic liquid crystal.

Figure 2.11:

Bacteria swarming in the patterned lattice of four spiraling vortices.

Figure 2.12:

Polar jets of swimming bacteria in a liquid crystal move a small sphere.

Chapter 3: Thermomechanical effects in liquid crystals

Chapter 4: Physics of the dowser texture

Figure 4.2:

Rétrécissement et effondrement des anneaux de disinclinaisons générés par un écoulement turbulent.

Figure 4.8:

Génération de la texture furcelle dans un goutte nématique suffisamment épaisse par rétrécissement et effondrement de la disinclinaison périphérique.

Figure 4.15a:

Mouvement composite de la lame de verre dans le collisionneur de monopôles double DDC1.

Figure 4.24:

Enroulement de la phase du champ furcelle par le mouvement composite de la lame de verre dans le collisionneur circulaire double DDC1 (voir la vidéo de la Figure 4.15a).

Figure 4.30:

Enroulement de la phase du champ furcelle par le mouvement hybride de la lame de verre dans le collisionneur circulaire de monopôles.

Figure 4.36:

Cunéitropisme: orientation du champ furcelle d par le gradient d'épaisseur grad h.

Figure 4.41:

Mise en évidence des écoulements électro-osmotiques. Ils sont induits par le champ électrique à l’intérieur de le fente entre les électrodes et par continuité persistent dans les zones sans champ où ils perturbent le champ furcelle enroulé.

Figure 4.43:

Mise en évidence des écoulements électro-osmotiques dans la géométrie à deux fentes connectées en parallèle. Les écoulements induits par les champs électriques à l’intérieur de deux fentes ont les sens opposés. On note la présence d'un point de stagnation au milieu de la bande sans champ entre les deux fentes.

Figure 4.50:

Mouvement des dowsons d+ et d- dans un champ furcelle enroulé. Leur vitesse est inversement proportionnelle à la période locale de l'enroulement de la phase .

Figure 4.53. :

La course des dowsons générés par un perturbation de la texture furcelle enroulée au moyen du dispositif DDC2.

Figure 4.56:

"Big Bang": génération simultanée des paires des dowsons d+ et d- mis en mouvement dans les directions opposées. Dans certains cas, les collisions des paires d+d- résultent en leur annihilation. Dans cette vidéo prise en lumière naturelle, la phase du champ furcelle n'est pas visible.

Figure 4.59:

Évolution des dowsons générés par "Big Bang". On observe d'abord des nombreuses annihilations des paires suivies par les mouvements de cinq dowsons restants (3d+ et 2d-). Un des dowsons d- est attiré vers centre où la vitesse d'enroulement est maximale. Après l’annihilation d'une paire d+d-, deux dowsons d+ sont mis en orbite autour du dowson d-.

Ce triplet de dowsons, appelé Cladis-Brand 2, est dynamiquement stable.

Figure 4.60:

Le comportement gyrophobe du dowson d+ se manifeste pendant enroulement de la phase. Pour garder sa phase il s'éloigne de la source de la phase située au centre.

Figure 4.63a:

État stationnaire Cladis-Brand 1: dowson d+ en orbite autour de la source de la phase situé au centre.

Figure 4.63b:

État stationnaire Cladis-Brand 2: deux dowson d+ en orbite autour du dowson d- maintenu dans la source de la phase située au centre.

Figure 4.65.I.b-e:

Collision d'une paire des dowsons d+d- . A cause de l'éloignement suffisant de leurs trajectoires, l'annihilation est évité et les deux dowsons continuent leurs chemins.

Figure 4.65.II.b-e:

Collision d'une paire des dowsons d+d- . Ici, à cause de la proximité suffisante de leurs trajectoires, l'annihilation a lieu.

Figure 4.68:

Contrôle de l'issue d'une collision par l'application transitoire d'un écoulement globale. Ici, la l'annihilation de la paire des dowsons d+d-, qui semblait inévitable à cause de la proximité des trajectoires, est évité.

Figure 4.72:

Stabilisation d'un triplet de dowsons (deux d+ et un d-) par un champ électrique quadripolaire. Cette expérience met en évidence la polarisation flexo-électrique de la texture furcelle.

Chapter5: Spontaneous emergence of chirality

Figure 5.8b:

Génération des disinclinaisons pendant la transition Isotrope - Nématique dans une cellule à ancrages croisés.

Figure 5.17:

Configuration en double torsion du directeur dans un CL nématique lyotrope confiné dans un tube capillaire.