Modulation du profil de réflexion de la lumière

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1 Modulation du profil de réflexion de la lumière
24 Sept. 07 Cristaux liquides cholestériques en conditions non usuelles de photogélification : Modulation du profil de réflexion de la lumière Sabrina Relaix Je vais vous exposer les travaux que j’ai effectué au CEMES au cours de mon doctorat, sous la direction de MM. Nous nous sommes penchés sur la modulation du profil de réfl de la lumière Directeur de thèse : Dr Michel Mitov 1/31

2 Phase Cristal Liquide Cholestérique (CLC)
24 Sept. 07 Phase Cristal Liquide Cholestérique (CLC) Molécules-bâtons chirales Structuration hélicoïdale 2 paramètres clés : le pas de l’hélice (double périodicité) le sens d’hélicité ADN in vivo & in vitro Je vais tout d’abord vous présenter la phase CL chol, sur laquelle nous avons travaillé. La particularité de cette phase est que ses mol constitutives sont chirales et cette chiralité va se transmettre à l’échelle macroscopique. Ainsi que nous pouvons le voir sur ce schéma, les mol chol sont + ou – // entre elles dans un plan mais il existe un petit angle entre elles dans la 3eme direction. Ceci est à l’origine d’une organisation hélicoïdale à grande échelle. La structure est définie par 2 paramètres:… L’organisat° chol est bien connue dans la nature, et est par exemple adoptée par … Cuticules d’arthropodes Artériosclérose

3 Principales propriétés optiques de la phase CLC
24 Sept. 07 Principales propriétés optiques de la phase CLC Réflexion sélective de la lumière Bande de réflexion définie par : sa position λBragg, sa largeur Δλ, sa profondeur ΔI (inférieure à 50%). Thermographie Réflecteur bistable La phase chol est particulièrement recherchée pour ses propriétés optiques. Un chol réfléchit en effet la lumière de façon sélective: grâce à sa structuration en hélice, la loi de Bragg peut s’appliquer. La lumière est donc réfléchie sur une bande de long. d’onde dont les carac sont directement proportionnels au pas hélicoïdal comme nous le verrons + tard. Cette propr. de réflexion sélective alliée à la grande sensibilité aux stimili extérieurs commune aux phases CL a été à l’origine d’un nombre assez important d’applications industrielles comme par exemple:… Pour ne citer que 3 exemples différents Logo de sécurité

4 Gels de CL : élaboration et structure
24 Sept. 07 Gels de CL : élaboration et structure Mélange homogène de molécules CL et d’un faible pourcentage de monomères CL photopolymérisables (diacrylates). Réticulation in-situ des monomères sous exposition UV. Fraction liée Fraction libre Paramètre d’ordre du CL vs. distance aux fibres polymère UV Nous nous sommes intéressés au cous de cette thèse à la révision de la propriété de réflexion sélective dans le cadre de gels de cholestériques, dont je vais vous présenter l’élaboration et la structure. Initialement un mél homogène de …est introduit dans une cellule. L’exposition UV du mél va engendré la rétic… Les gels de CL possèdent donc une structure complètement nouvelle comparativement au mélange initial et de nouvelles propriétés. Ainsi, la température de transition entre la phase CL et la phase isotrope est augmentée, ce qui est intéressant pour certaines applications car implique que la phase mésomorphe possède une plus importante plage d’existence en température. Ou encore le temps de retour après une excitation électrique est réduit par rapport au CL non gélifié, ce qui est recherché dans le domaine des afficheurs. Ils sont de plus très intéressants tant du point de vue fondamental qu’appliqué car ils permettent en effet la modulation .. voire la création de nouvelles propriétés. Résultats : Réseau polymère anisotrope imbriqué dans la matrice CL Structure nouvelle: Tiso augmentée, diminution τoff, … Modulation des propriétés optiques des CL ou création de nouvelles

5 Modulation de Δλ (Ière partie) et de ΔI (IInde partie)
24 Sept. 07 Objectifs de la thèse Modulation de Δλ (Ière partie) et de ΔI (IInde partie) Après ces quelques rappels, abordons maintenant les objectifs de la thèse qui concernent la modulation de 2 paramètres clés que sont la largeur et la profondeur de la bande de réflexion. Ce sont en effet 2 paramètres limités comme nous le verrons plus tard et nous avons cherché à les dépasser ou à leur donner un caractère inhabituel grâce à la réalisation de gels de CLC dans des conditions particulières. S. Relaix, C. Bourgerette, M. Mitov, Appl Phys Lett 2006 & Liq Cryst sous presse

6 Première partie : travail sur Δλ Création de nouvelles structures
24 Sept. 07 Première partie : travail sur Δλ Pour une lumière incidente polychromatique normale aux substrats : λBragg = n * p Δλ = Δn * p p : pas cholestérique, n = (n// + n_ )/2 : indice de réfraction moyen, Δn = n// - n_ : biréfringence. Sélectivité désirée pour des applications en thermographie,… mais pas pour des polariseurs large bande, réflecteurs bistables noir et blanc, vitrages intelligents,… applications à fort caractère d’innovation Δn limitée à 0,3  nécessité de jouer sur p pour augmenter Δλ relations fondamentales. Une sélectivité en long. d’onde est désirée pour des applications en thermographie par ex mais pas pour d’autres applications telles pol… qui sont des APPLICATIONS A FORT CARACTERE D’INNOVATION. Ce type d’application engendre des questionnements fondamentaux stimulants sur lesquels plusieurs équipes de recherche se sont penchées. La biréfringence étant limitée à 0,3 pour des mat orga, il est nécessaire de jouer sur le paramètre de structure qu’est le pas pour augmenter Dl. De nouvelles structures doivent donc être créées, pour lesquelles le pas n’est pas monotone dans l’épaisseur de la cellule. Différentes équipes de recherche ont préalablement travailler sur ce type de thématique dont notamment DJ Broer qui propose un travail pionner, souvent cités: la gélif de … permet d’obtenir un matériau entièrement polymère présentant un élargissement de la bande de réfl. D’autres équipes de recherche se sont également engagés dans cette voie, avec l’ajout de colorant. Nos travaux différent des précédents car nous avons créé un gradient de structure et moduler des teintes de réflexion de façon plus dépouillé, en tirant simplement parti des propriétés d’absorption naturelle de la matrice chol, ce qui est un point sur lequel l’attention devrait être attirée lorsque l’on travaille sur les gels de CLC même s’il n’existe pas d’autres littérature associée. Création de nouvelles structures D.J. Broer & al, Nature 1995 Gélification de 2 monomères de pas et de réactivité différents en présence d’un absorbeur UV

7 Présentation du mélange étudié
24 Sept. 07 Présentation du mélange étudié n → ↑ Mélange de CLC cyanobiphényls BL094 + 9% en masse de monomère diacrylate nématique RM257 + 0,2% en masse de photoinitiateur IRG907 ~ Cellule de 8µm d’épaisseur. Entrons maintenant dans les détails pratiques. Nous avons étudié un mélange binaire constitué d’un mélange de chol cyanobiphényls et de 9% massique en monomère diacrylate, qui réagit aux UV permettant de former le réseau après gélif, nématique, phase CL sans ordre de position mais avec un ordre d’orientation, les molécules étant en moyenne parallèles entre elles. Introduit dans une cell de 8µ Voici un spectre en transmission typique de ce mél, avec une réflexion dans l’orange et une largeur de bande de 80nm environ.

8 Mesures en transmission après gélification
24 Sept. 07 Mesures en transmission après gélification Exposition UV : puissance 0,1mW/cm², 30 min, à T° ambiante. UV UV Après une exposition UV assez classique, nous nous apercevons que la bande de réflexion a maintenant une largeur de d’environ 220nm. Nous changeons la géométrie d’irradiation en utilisant 2 bancs UV placés de part et d’autre de la cell d’étude et nous obtenons un élargissement réduit % au précédent mais toutefois présent. Ces élargissements ne sont pas habituels car la gélification est réalisée dans des conditions d’équilibre thermodynamique, nous n’avons joué sur aucun paramètre extérieur. Nous nous sommes donc interrogés sur les propriétés d’absorption UV d’un des constituants, et plus précisément de la matrice chol qui est majoritaire.

9 Mise en évidence de l’absorption UV du CLC
24 Sept. 07 Mise en évidence de l’absorption UV du CLC Utilisation d’un « filtre UV » fait du CLC, disposé sur la cellule lors de l’exposition.  Dépendance linéaire entre l’épaisseur du filtre et Δλ de la cellule étudiée. Une 2nde mise en évidence de l’absorption UV de la matrice chol a été réalisée en utilisant un filtre UV constitué du mélange de chol incriminé positionné au dessus de la cell d’étude au cours de la polym. Nous trouvons une dépendance linéaire entre… (schéma) Voici maintenant une illustration macro de ce phénomène: on a réalisé un filtre escalier avec différentes ép de cholestérique filtrant, que nous avons placé entre la source et la cell. La cell possède différentes teintes de vert, ce qui est la signature de gels avec différents élargissement de la bande de réfl. Nous pouvons expliquer assez facilement le phénomène observé: sans filtre, certaines longueurs d’onde UV sont abs par le Chol, ce qui crée un gradient uv dans l’ép. Cela entraine alors un gradient de réaction de polymérisation donc un gradient de concentration en réseau et donc finalement un gradient de pas et donc un élargissement. En présence du filtre, ces longueurs d’onde sont déjà absorbées par le filtre, avant de pénétrer dans la cellule, et vont donc être moins disponibles à la création d’un gradient UV dans l’épaisseur de la cell. Sans filtre : λUV absorbées par CL  gradient UV  gradient de concentration en réseau  gradient de pas Avec filtre à épaisseur variable : λUV de plus en plus absorbées par le filtre.

10 Études structurales par MET du réseau
24 Sept. 07 Études structurales par MET du réseau Études originales Procédé non optimisé Altération / Effondrement du réseau CL Conservation de la distribution non homogène en réseau Remplacement progressif du CL par de la résine La question d’un gradient de structure est donc posé. Nous avons alors voulu visualiser la structure du réseau dans l’épaisseur et connaître ainsi sa distribution dans l’épaisseur. Or il faut faire attention à la façon dont on prépare le matériau car le réseau est fragile, à faible concentration et finement distribué dans le CL et nous voulons garder sa distribution spatiale intacte. Si on vide sans précaution le gel de sa composante CL, il peut y avoir effondrement ou altération du réseau. Après plusieurs essais, nous avons pu mettre au point au cours de ce doctorat un procédé permettant la réalisation d’un remplacement progressif du CL par de la résine, conservant ainsi la distrib non homogène du réseau dans l’ép de cell. Ce nouvel ensemble a ensuite été enrobé dans une 2nde résine puis… Résine Puis enrobage dans une 2nde résine et coupe de sections transversales par ultramicrotomie (~80nm)

11 Étude transverse par MET de la structure du réseau
24 Sept. 07 Étude transverse par MET de la structure du réseau Études originales Résine 1 Résine 2 1µm axe de symétrie 1µm Après une exposition UV asymétrique Après une exposition UV symétrique Après une exposition UV asym, nous avons donc pu visualiser des sections transverses de réseau dont voici un exemple typique. La 1eme résine est grise claire, la signature du réseau est plus foncée. Nous pouvons directement visualiser le gradient de conc en réseau, celui ci étant plus concentré en partie proche des UV lors de l'expo. Nous avons donc pu visualiser pour la 1ere fois un gradient de réseau distribué dans l’ép d’une cell et prouver ainsi de façon directe un résultat décrit dans la littérature. À savoir: la plus forte concentration en réseau est obtenue dans la zone proche des uv lors de l’expo, ce qui est dû à la migration des monomères excités par les UV vers la zone de plus forte illumination. Gradient de réseau, observé par MET pour la 1ème fois Plus forte concentration dans la zone proche des UV lors de l’exposition

12 Mesures en réflexion directe pour les 2 faces du gel
24 Sept. 07 Mesures en réflexion directe pour les 2 faces du gel Notre cas d’étude : Dans la littérature : = proche des UV = riche en réseau = opposée aux UV = riche en CLC Pauvre en CLC Riche en CLC [Nématique] > [CLC]  grands pas [Nématique] < [CLC]  petits pas Zones riches en CLC = petits pas / petites λréfl Zones riches en réseau = grands pas / grandes λréfl Nous avons vu qu’il existe un gradient de structure dans l’ép de cell. Nous nous sommes donc intéressé au comportement en réflexion des 2 faces du gel, qui devraient apporter des infos supplémentaires vis-à-vis des spectres en transmission qui écrasent l’information contenue dans l’ép. Suivant la face présentée au spectro en mode réflexion, nous avons des spectres différents. Ces spectres sont symétriques l’un de l’autre superposables et on peut voir que chaque spectre possède une zone où l’intensité est maximale, ce qui correspond à la signature de chaque face à proprement parlé. La réflexion de la région riche en phase cholestérique est donc situé aux plus grandes longueurs d’onde que celle de la phase pauvre en chol. Je vous ai remis ce résultat ici et à droite voici ce que nous pouvons trouver dans la littérature: nématique pas infini donc grand pas donc… Comportement en réflexion opposé à celui attendu

13 Mesures en réflexion directe
24 Sept. 07 Mesures en réflexion directe Influence de la concentration en monomère ? Influence de l’épaisseur de cellule ? Même comportement inattendu aux autres concentrations en monomère étudiées (de 4 à 28% en masse) : inversion des teintes de réflexion. λface inférieure λface supérieure Transmission λface inférieure λface supérieure Même comportement inattendu aux autres épaisseurs de cellule étudiées (de 4 à 50µm) : inversion des teintes de réflexion. Nous avons voulu creuser ces résultats originaux en terme de teinte de réflexion, et donc voir l’influence de 2 paramètres qui jouent sur la distribution du gradient UV dans l’ép de cell au cours de l’exposition. Premier paramètre:

14 Influence de l’épaisseur de cellule sur la structure du gel
24 Sept. 07 Influence de l’épaisseur de cellule sur la structure du gel Aux épaisseurs > 15µm, le comportement d’élargissement est différent. Apparition d’instabilités périodiques à base carré. 100µm Au passage, nous avons obtenu des résultats intéressants lors de l’étude de l’influence de l’ep de cell. aux petites epaisseurs qui sont gardées en mémoire par le réseau

15 Δλ = f([monomère]) fortement non symétrique autour de 21% en monomère.
24 Sept. 07 Distribution Δλ vs [monomère] : une explication clé de l’inversion des teintes Je vais maintenant vous présenter un résultat clé pour l'explication du phénomène d'inversion des teintes. Voici la courbe qui présente la position moyenne et l'élargissement de la bande de Br en fonction du %massique en monomère, celui-ci variant de 4 à 70%. 4 zones: -très peu de réseau; - réseau très présent donc on est plus en présence d'un gel; -2 pentes différentes, point d'inflexion à 21% Δλ = f([monomère]) fortement non symétrique autour de 21% en monomère.

16 24 Sept. 07 Distribution Δλ vs [monomère] : une explication clé de l’inversion des teintes Pour obtenir une variation de Δλ de 240nm : à faible pourcentage en monomère, la concentration en réseau varie de 10% alors qu’elle varie de 33% à forte concentration en monomère. 1µm Hypothèses complémentaires Migration de molécules chirales lors de la polymérisation  Nouvelle répartition des espèces chirales dans l’épaisseur de cellule. Piégeage sélectif de molécules chirales au contact des fibres du réseau  Distribution locale en espèces chirales, pouvant s’exprimer grâce à la distribution de la taille des pores du réseau. La mise en parallèle de ce dernier graphique et de la distribution en réseau va en effet nous permettre d'émettre une hypothèse sur le positionnement originale des teintes de réflexion. Dû à son asymétrie, la courbe nous permet de nous rendre qu’il ne va pas être nécessaire d’avoir la même variation locale en réseau pour avoir le même étalement en Dl lorsqu’on se situe de part de la courbe en cloche. Prenons un exemple concret pour s’assurer de ce point. Pour obtenir une variation de Dl de 240nm, il va suffire d’une variation en concentration en réseau de 10% lorsque l’on se situe aux petites concentrations en réseau ie en partie inférieure de la cellule. Pour obtenir le même étalement en Dl, il va falloir 33% de variation en concentration en réseau lorsque l’on se situe en partie supérieure de la courbe. Il va donc suffire d’une petite variation lorsque la concentration en réseau est faible, c’est-à-dire en partie inférieure de cell, pour obtenir une forte variation de Dl. Alors qu’il faudrait une plus forte variation en concentration lorsque la concentration en réseau est forte, c’est-à-dire en partie supérieure de cell, pour obtenir la même variation de Dl. L’inversion des teintes de réflexion repose donc fondamentalement sur le fait que cette courbe soit asymétrique, avec deux différentes pentes. Voici 2 hypothèses complémentaires, qui pourraient s’ajouter à la première dans l’explication des teintes de réflexion obtenue. Excitées par les UV

17 Conclusions et Perspectives de la 1ère partie
24 Sept. 07 Conclusions et Perspectives de la 1ère partie Absorption du CL (position, efficacité) Couple CL / réseau  Influence sur Δλ ?  Position relative des teintes de réflexion ?  Influence sur le profil Δλ=f([monomère]) ?  Position relative des teintes de réflexion ? Δλ [monomère] Δλ [monomère] Δλ [monomère] Nous allons maintenant conclure cette première partie. L’analyse de notre système nous permet de dégager 2 paramètres importants pour l’élargissement de la bande de réflexion dans le cas d’un gel de Chol: l’absorption du CL et le couple CL / réseau. L’étude plus poussée du rôle de l’absorption UV en terme de position et d’efficacité sur le phénomène d’élargissement nous permettrait de quantifier le rapport qui existe entre l’absorption et Dl. Nous pourrions également vérifier si les caractéristiques d’absorption du CL permettent d’obtenir le même position des teintes de réflexion ou pas. Second paramètre Quantification de l’importance relative des 2 paramètres

18 Seconde partie : travail sur ΔI
24 Sept. 07 Seconde partie : travail sur ΔI Discrimination en polarisation  ΔI < 50% Lumière incidente non polarisée Lumière réfléchie polarisée circulaire gauche 100% 50% Hélice gauche Lumière transmise polarisée circulaire droite pas en lumière incidente non polarisée, ΔI < 50% car il existe une discrimination en polarisation : la lumière polarisée circulairement de même sens de rotation que l’hélice cholestérique est réfléchie alors que l’autre sens de rotation est transmis. Des équipes de recherche se sont intéressés à dépasser la limite de réflexion en réalisant des empilements de couche. En effet lorsque l’on empile un CLC gauche et un droit du même sens d’hélicité on dépasse les 50%. Un autre exemple provient de l’observation de la nature. En effet, grâce à un tricouche de chitine, le scarabée plusiotis resplendens réfléchit plus de 50%. Ceci a été repris par des chercheurs pour certaines applications: ils utilisent 2 clc identiques avec une lame demi onde entre les 2. Ces systèmes sont toutefois des multicouches, ce qui n’est fondamentalement pas des plus stimulants et n’est pas non plus recherché pour certaines applications à cause de l’introduction de défauts et de pertes par diffusion dûs à l’empilement de couches. Il serait donc intéressant d’avoir un dispositif monocouche pour lequel la limite de réflexion est dépassé; De plus, cela soulève des questionnements fondamentaux sur la physique du système. En effet, comment va-t-il être possible de faire coexister 2 sens d’hélicité dans l’épaisseur d’une même cellule sans tendre à l’homogénéité au cours du temps? Quel va être la structure de ce monocouche?

19 Cadre de recherche au CEMES
24 Sept. 07 Cadre de recherche au CEMES Système monocouche Idée de principe : gélification à une température et mesure à une seconde, qui possède le même pas hélicoïdal p0 que la 1ère mais le sens d’hélicité opposé. ΔI > 50 % pour différentes polarisations de la lumière incidente Mise en mémoire de l’ordre présent à Tpolym (MEB) A partir de l'utilisation d'un mélange à inversion d'hélicité et d'une gélification particulère, le dépassement de la limite de réflexion dans un système monocouche a été réalisé au CEMES M. Mitov, N. Dessaud, Nat Mat 2006 & Liq Cryst 2007

20 Approfondissement de la thématique
24 Sept. 07 Approfondissement de la thématique Rôle de l’histoire de la gélification sur son comportement en température et ses caractéristiques spectrales ? Questions : Peut-on réaliser une mémorisation partielle / totale de l’hélicité présente à Tpolym? Quels paramètres directeurs ? Au cours de mon doctorat, j'ai eu en charge d'approfondir cette thématique sur un mélange différent du précédent afin de comprendre l'impact... Cela soulève en effet de nombreuses questions. Par rapport à l’histoire de la gélification: va-ton pouvoir réaliser une gélif… Par rapport au parcours après gélif: comment le système va-t-il évoluer? Quelle va être par exemple l’influence de la cinétique de variation de pas? Comment le système évolue-t-il lors de la descente en température ? Quelle influence de la cinétique de variation du pas ?

21 Mélange de l’étude EPH : molécule à inversion d’hélicité
24 Sept. 07 Mélange de l’étude EPH : molécule à inversion d’hélicité Son profil λBragg = f(T°) est peu symétrique : Après plusieurs essais : ajout de 12,5% (en masse) de RMR – cyclosiloxane réticulable gauche.  Permet d’obtenir un profil des plus prometteurs : 1. Large intervalle de température d’existence de la phase CLC; 2. Symétrisation du comportement spectral de part et d’autre de Tc. Il n’existe pas de lois de mélange, il faut donc faire plusieurs essais de mélange jusqu’à trouver le composé adapté à permettre la symétrisation du profil Je vous signale au passage que l’hélcité gauche est en dessous de Tc et la droite au dessus. Hélicité gauche Hélicité droite Tc

22 Mélange de l’étude Élément de méthode
24 Sept. 07 Mélange de l’étude Élément de méthode Travaux de synthèse de l’équipe de F.H. Kreuzer (Wacker Chemie GmbH, Munich) : Pour chaque cyclosiloxane chiral, il existe un équivalent non réticulable; ici le SR. Le SR possède le même pas hélicoïdal que le RMR mais n’est pas réticulable : Possibilité de conserver le profil λBragg = f(T°) tout en faisant varier la concentration en réseau. Le monomère utilisé possède un autre avantage car nous avons tiré partie des…. Sur les cyclosiloxane

23 Paramètre de contrôle du comportement spectral en T°
24 Sept. 07 Paramètre de contrôle du comportement spectral en T° Exposition UV classique à T+ du mélange (0,1mW/cm² pendant 4h, cell. 25µm). Facteur prépondérant à la conservation des données à T+ = concentration en réseau. 3,8 et 5% en réseau : Aucun effet mémoire (variation en T° identique à celle du mélange non polymérisé). Molécules CLC libres. 7,8 à 12,5% en réseau : Mémorisation totale (pas de variation de la position de la bande de réflexion en T°). Molécules CLC liées au réseau. 6,25% en réseau : Mémorisation intermédiaire. Les essais que nous avons réalisés sur le mélange présenté précédemment après une expo classique à T+ nous ont montré que le facteur prépondérant à la conservation des données à T+ est … Nous avons 3 comportements distincs

24 Zoom sur la concentration à 6,25% en réseau
24 Sept. 07 Zoom sur la concentration à 6,25% en réseau Forme en cloche intéressante: population de molécules CL libres (bande de réfl se déplace) mais liberté relative car réflexion de Bragg même à Tc.  Possible explication: signature d’une couche tampon interfaciale de molécules. λBragg diminue en dessous de 80°C: expression du sens d’hélicité gauche ?  Mesures en lumière polarisée Or présence importante de pertes par diffusion après le passage de Tc, cf. changements drastiques de pas de la fraction libre.  Altération du signal de réflexion, problème de quantification des parts de lumière réfléchie polarisée. Même à la température de divergence. Donc présence d’une population intermédiaire de molécules, qui possèdent des caractéristiques de la population libre mais également un peu de celles de la population liée au réseau. Au niveau pratique, on peut imaginer que cette courbe en cloche est la signature d’une couche tampon qui possède ce comportement intermédiaire, qui serait situer à l’interface entre les 2 populations bien définies que sont les mol liées et libres. Cette courbe en cloche diverge donc entre 98 et environ Tc puis lambda bragg diminue en température en dessous de 80°C. On peut se demander si cela ne sera pas la signature de molécules qui ont adopté la configuration gauche, celle présente dans un milieu où il existe de fortes contraintes de surface Les conditions nous permettant sans ambiguïté de quantifier les parts de lumière polarisée circulairement sont obtenues par l’application d’un champ électrique.

25 Quelle influence de la cinétique de variation de pas ?
24 Sept. 07 Quelle influence de la cinétique de variation de pas ? 6,25% en réseau Peu d’influence sur λBragg = f(T°) Bande de réflexion à T- moins profonde pour 0,2°C/min Pertes par diffusion un peu plus importantes pour 0,2°C/min Afin de mieux comprendre le système nous nous sommes intéressé à l’influence d’un paramètre très important à première vue sur le comportement spectral du gel: la cinétique de variation de pas. La présence des 2 hélicités semble par contre être peu affectée par la cinétique de variation du pas aux échelles étudiées car la courbe en cloche pour les 3 vitesses étudiése. Or faible vitesse de descente en T°  cinétique de transition du pas assez lente pour permettre réorganisation à chaque instant  molécules CL moins liées au réseau Mais présence des 2 hélicités à T- peu affectée par la cinétique de variation du pas

26 Effet aligneur du champ électrique sur l’organisation CLC
24 Sept. 07 Effet aligneur du champ électrique sur l’organisation CLC 6,25% en réseau CL à anisotropie diélectrique négative : Atout majeur pour la réduction des pertes par diffusion Même variation pour λBragg = f(T°) Profondeur de bande à T- honorable après descente sous champ Pertes par diffusion minimisées lors de la descente sous champ Δε = ε// – ε_ < 0 Les molécules s’orientent perpendiculairement au champ  Stabilisation de l’hélice Nous avons de plus la chance d’utilisé un CL à anisotropie diélectrique négative. Ceci est très intéressant car sous l’application d’un champ électrique la disposition des charges % au grand axe des mol est telle que le champ va favoriser la stabilisation de l’hélice cholestérique. Voici donc 3 graphes qui comparent les caractéristiques spectrales du gel lors de la descente en température suivant si un champ est appliqué ou non. La diminution des pertes par diffusion et l’augmentation de la profondeur de la bande à T- due à la présence du champ électrique qui permet de favoriser la texturation monodomaine par rapport aux polydomaines nous permet de mettre en évidence les 2 sens d’hélicité dans l’épaisseur de la cell. E → Quantité de lumière à T- rehaussée  Possibilité de réaliser les expériences en lumière polarisée Polydomaine Monodomaine

27 Effet aligneur du champ électrique sur l’organisation CLC
24 Sept. 07 Effet aligneur du champ électrique sur l’organisation CLC 6,25% en réseau Mesure des flux lumineux à T- après descente sous champ électrique : Profondeur de bande Pourcentage hélicité droite Pourcentage hélicité gauche Avec champ électrique 42% 32% 10% Sans champ électrique 38% 28% 6% Nous pouvons de plus voir l’effet mémoire de la contrainte électrique qui permet de conserver des profondeurs de bande honorables après coupure du champ élec. Bandes d’absorption

28 Conclusion et Perspectives de la 2nde partie
24 Sept. 07 Conclusion et Perspectives de la 2nde partie Présence des 2 hélicités dans l’épaisseur de la cellule pour un certain compromis entre liberté des molécules et dépendance au réseau.  Influence de certains paramètres sur la présence des 2 hélicités à Tmesure, sur la présence plus ou moins importante de pertes par diffusion.  Localisation respective des populations libre et liée ? Système comparable à celui à 6,25% en réseau avec des pertes par diffusion moins importantes ? Possible dépassement des 50% de réflexion en lumière non polarisée ?  Ingénierie moléculaire pour augmenter la flexibilité des monomères.  Autres voies d’élaboration: polymérisation sous champ à T+… Lorsqu’il existe un certain compromis entre liberté des molécules et dépendance au réseau. Recherche d’un système comparable augmenter les longueurs de chaîne. On a en effet vu que le confinement était un paramètre de contrôle important dans le présent système. Nous avons étudié le confinement par la concentration en réseau mais pas par la flexibilité des monomères, qui permet de rendre le réseau plus souple.

29 Débouchés communs aux deux thématiques
Fondamentaux Contribution nouvelle à la mise en relation entre l’histoire de gélification d’un CLC et ses propriétés de réflexion. Paramètres ayant un impact majeur sur le profil de réflexion. Appliqués Δλ grand ΔI classique Δλ classique ΔI > 50% OU Vitrages intelligents: Vis - IR Les 2 travaux permettent d’apporter une contribution nouvelle à la mise en relation … Nous avons de plus mis en avant les paramètres directeurs ayant un impact majeur sur le profil de réflexion dans ces 2 cas d’étude, qui pourront être mis à profit pour de futurs travaux + gels = transition réflecteur/transparent Furtivité Télécommunications IR

30 Christian Bourgerette
Remerciements à Christian Bourgerette Nathalie Dessaud Michel Mitov Emmanuelle Nouvet Je vous remercie de votre attention