Conclusions

Les élastomères cristaux liquides (ECL) offrent la possibilité d’obtenir des actionneurs, des muscles artificiels et autres senseurs. En effet, ces matériaux combinent les propriétés élastiques des élastomères, aux propriétés d’organisation liées au cristal liquide, et peuvent ainsi changer de forme sous l’effet de la température. Dans les ECL, le changement de la phase cristal liquide à la phase isotrope dû à la température, entraîne une modification microscopique de la structure, qui se traduit par un changement de forme macroscopique et réversible de l’élastomère en l’état monodomaine.

En ajoutant des composants supplémentaires à la matrice ECL, des composites répondants à d’autres stimuli ont également été étudiés. La lumière, le champ électrique et le champ magnétique sont les plus employés. Ainsi, des nanotubes de carbone qui possèdent des propriétés conductrices peuvent être incorporés à la matrice ECL. De plus, les nanotubes de carbone ont la capacité de transformer l’énergie lumineuse en énergie thermique, on parlera alors d’ECL électro- et photo-stimulables.

En ajoutant des nanoparticules magnétiques, la matrice ECL devient magnéto-stimulable. Dans la littérature, on trouve des exemples de matériaux magnéto-stimulables. Certains sont formés avec des élastomères simples et tirent partie de l’auto-assemblage des nanoparticules magnétiques de forme sphérique, comme c’est le cas pour l’étude de Kim et al. [14]

Dans l’étude de l’équipe de Finkelmann [106], le matériau est un élastomère cristal liquide contenant des nanoparticules magnétiques de forme sphérique. Ici un changement de forme de l’élastomère est observé sous un champ magnétique alternatif : les nanoparticules produisent une augmentation locale de température, et donc le passage à l’état isotrope. L’équipe de Mezzenga [107], celle de Donnio [115], et Song [113] ont synthétisé des élastomères cristaux liquides avec des nanoparticules magnétiques qui sont directement liées à la matrice et jouent le rôle d’agent réticulant.

Le matériau synthétisé par Song et al serait avantageux pour rivaliser avec les plasto-aimants et les ferrofluides commercialisés.

L’équipe de Donnio a montré la faisabilité de la synthèse d’un élastomère à chaine principale. Leur objectif final est d’observer l’effet magnéto-stimulable d’un élastomère orienté, en utilisant des nanoparticules de plus grande taille.

L’équipe de Mezzenga propose leur ECL pour le stockage magnétique réversible : l’information pourrait être emmagasinée par une déformation mécanique et ensuite effacée par la température.

Quant à nous, nous avons choisi d’utiliser des nanobâtonnets de cobalt, dispersés dans une matrice élastomère cristal liquide (ECL). Le polymère sélectionné est un polysiloxane qui a une température de transition vitreuse très basse et qui est donc très flexible à température ambiante ; de plus il est facile à réticuler. L’utilisation de nanoparticules en forme de bâtonnets (anisotropie) a un double intérêt : (i) du fait de leur forme anisotrope similaire à celle du mésogène, elles pourraient faciliter l’orientation du vecteur directeur nématique, pendant la réticulation du matériau, sous un faible champ magnétique, et à température ambiante ; (ii) ces nanoparticules de forme anisotrope possèdent une susceptibilité magnétique élevée.

Une fois l’ECL magnétique réticulé et macroscopiquement orienté (les nanoparticules magnétiques et les cristaux liquides dans la même direction) en un film de forme précise, le but final de l’étude est d’obtenir un changement de forme de l’ECL magnétique, sous l’effet de la température et surtout d’un champ magnétique perpendiculaire à l’orientation initiale des nanobâtonnets.

Ainsi, pour commencer l’étude, nous nous consacrerons dans un premier temps aux polymères cristaux liquides magnétiques (PCLM). Leur synthèse et leur caractérisation seront exposées dans le chapitre 2.

Ensuite les nanoparticules magnétiques seront mélangées aux cristaux liquides et à d’autres molécules pour une étude plus poussée des propriétés magnétiques ; c’est ce qui fait l’objet du troisième chapitre.

Enfin, les résultats sur les élastomères cristaux liquides magnétiques (ECLM) seront présentés dans le quatrième chapitre.

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