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L’ouvrage Cristaux liquides : nouvelles perspectives porte principalement sur les phases nématiques et cholestériques. Il traite d’abord de l’interaction entre lumière et défauts topologiques, puis examine différents effets électrocinétiques non linéaires permettant de déplacer des particules sous champ électrique alternatif ainsi que la dynamique anisotrope de bactéries flagellées, des phénomènes rendus possibles par la présence de l’ordre orientationnel.
Il analyse également les effets thermomécaniques et thermohydrodynamiques d’Akopyan et Zel’dovich, lesquels ne sont pas directement responsables de la rotation Lehmann des gouttes cholestériques comme on l’a cru pendant longtemps.
Il expose enfin les propriétés remarquables de cunéitropisme, rhéotropisme et électrotropisme de la texture furcelle nématique avant d’introduire le concept d’émergence de chiralité spontanée dans les phases nématiques composées de molécules achirales.
1. Optique singulière des défauts de cristaux liquides
2. Contrôle des microparticules avec des cristaux liquides
3. Les effets thermomécaniques dans les cristaux liquides
4. La physique de la texture furcelle
5. L’émergence spontanée de la chiralité
Pawel Pieranski
Pawel Pieranski est chercheur émérite au Laboratoire de physique des solides de l’Université Paris-Saclay. Il est auteur avec Patrick Oswald d’un ouvrage d’enseignement sur les cristaux liquides.
Maria Helena Godinho
Maria Helena Godinho est professeure associée à la NOVA University Lisbon (Portugal). Lauréate de la médaille Fréedericksz de la Société russe des cristaux liquides, elle a été vice-présidente de la Société internationale des cristaux liquides.
Chapitre 1
Optique singulière des défauts de cristaux liquides (pages : 5-101)
Ce chapitre retrace une singulière rencontre. Celle de la lumière avec les cristaux liquides lorsque ceux-ci s’auto-organisent sous forme de défauts topologiques. Il en résulte un nouveau regard sur l’optique des cristaux liquides, où le couplage entre les propriétés topologiques de la lumière et de la matière molle offre de nouvelles perspectives applicatives.
Chapitre 2
Contrôle des microparticules avec des cristaux liquides (pages : 103-140)
Ce chapitre traite de l’action d’un milieu cristal liquide sur la dynamique des particules vivantes ou inertes. Ainsi, l’ordre orientationnel des cristaux liquides rend l’électrophorèse et électro-osmose non linéaires. De même, les mésophases lyotropes aqueuses agissent sur la dynamique des micronageurs tels que les bactéries flagellées. La distribution spatiale, la polarité des trajectoires et les modes collectifs sont fonction de l’ordre orientationnel.
Chapitre 3
Les effets thermomécaniques dans les cristaux liquides (pages : 141-221)
Ce chapitre traite des effets thermomécaniques et thermohydrodynamiques dans les cholestériques et les nématiques déformés soumis à un gradient thermique. Plusieurs expériences statiques ou dynamiques sur la déformation, la rotation ou la translation de textures torsadées (TICs et doigts) sont analysées et démontrent que ces effets ne peuvent expliquer la rotation Lehmann des gouttes cholestériques.
Chapitre 4
La physique de la texture furcelle (pages : 223-348)
La Texture Furcelle (the dowser texture) doit son nom à sa ressemblance avec l’outil en bois des sourciers (dowser). Etant sensible aux champs vectoriels, elle est dotée de propriétés inédites : cunéitropisme, rhéotropisme et électrotropisme. La texture furcelle apparaît également comme l’univers naturel des monopôles nématiques dans lequel on peut les générer, les mettre en mouvement et amener aux collisions.
Chapitre 5
L’émergence spontanée de la chiralité (pages : 349-386)
Ce chapitre aborde l’apparition des textures chirales dans les nématiques constitués de molécules achirales. Les travaux de Pasteur ont donné naissance à l’idée reçue selon laquelle l’activité optique des matériaux résulte uniquement de la chiralité moléculaire. Les observations de textures chirales dans les nématiques lyotropes achiraux discutées dans ce cinquième chapitre rompent avec cette idée reçue et ouvrent de nouvelles perspectives.