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Internship of students from ENS Paris-Saclay
Timothe Alezraa and Antonin Rogé
November - December 2021
Dislocations dans les cholestériques
En 1969 Maurice Kleman et Jacques Friedel publièrent un article générique [1] inspiré entre autres par les travaux de François Grandjean de 1921 [2] qui avait fait la découverte suivante : Grandjean introduisit une mésophase cholestérique dans une fente d’une feuille mica partiellement clivée. En examinant cette préparation au microscope, il y découvrit la présence des lignes parallèles aux lignes d’égale épaisseur de la fente. Pour cette raison, on les appellera ultérieurement cloisons de Grandjean.
Des nombreux travaux étaient consacrés par le passé aux études des parois de Grandjean, c’est-à-dire des dislocations cholestériques, mais pour des raisons de commodité au lieu de feuilles de mica, les auteurs ont presque toujours utilisé des surfaces de verre traitées pour l’ancrage planaire. Or, la méthode de Grandjean a des avantages : les feuilles de mica fines étant très flexibles on peut leur donner une forme cylindrique. En plus, les surfaces de mica fraichement clivées assurent l’ancrage planaire de très bonne qualité: elles orientent les molécules du 5CB dans une direction qui leur est parallèle (voir Section 9.2).
Le but du stage était d’étudier les dislocations cholestériques au moyen d’un dispositif expérimental inspiré par la méthode de Grandjean et représenté sur la figure ci-contre.
a) Le schéma général du dispositif expérimental. Tous ses éléments sont fixés au moyen de cavaliers et de tables de translation sur une banc optique vertical. Les feuilles de mica fraîchement clivées sont fixées sur les supports spéciaux représentés en (b).
b) Supports des feuilles de mica. Leur rôle consisté à donner une forme cylindrique aux feuilles de mica avec le rayon de courbure R=50mm. Le support supérieur est monté sur une table de translation micrométrique verticale permettant de régler la distance h entre les cylindres de mica avec la précision de 1 mm. Les flèches et les lignes en pointillés indiquent comment on assemble les deux supports dans le dispositif expérimental.
La conception et la réalisation des supports par l'impression 3D sont dues à V. Klein, J. Sanchez et Sambath Saranga.
Lignes d'égale épaisseur h(x,y) de la fente entre les deux feuilles de mica cylindriques.
Parois de Grandjean dans la géométrie de cylindres obliques. On y distingue les lignes épaisses dites doubles et les lignes fines dites simples.
Structures du champ du directeur dans les sections orthogonales aux lignes simples (a et b) et aux lignes doubles (c et d) proposées par Kleman et Friedel [1].
A l'équilibre, les formes des lignes simples et doubles s'expriment par l'équation
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