Mouillage complet de l'interface air/liauide

La résolution expérimentale en température de la plaque chauffante (T = 0.1°C), limite la mesure de Tan 4J juste avant la transition phase isotrope/smectique. Il convient alors de se poser une question : est ce que les phases SmG et SmC mouillent complètement les interfaces air/liquide des films de C6-TT-C6 et de C8-TT-C8 ? En considérant le nombre de

couches smectiques formées en fonction de la température, il est difficile de distinguer un mouillage complet d'un mouillage partiel. Néanmoins, dans le cas d'un mouillage complet, le modèle théorique décrit dans le chapitre I [15], prédit une divergence de l'épaisseur I à l'approche de la température de transition phase. Comme le décrit le modèle théorique, deux types de divergences sont possibles : l'une est de type logarithmique où I a |ln (T-Tiso/sm)| et l'autre suit une loi de puissance où I a (T-Tiso/sm)

Les figures V-15 à V-18 présentent l'épaisseur de la couche ordonnée à la surface (point noir) en fonction de la température AT (Tpiat - Tuo/sm) sur une échelle logarithmique, où Tpiat représente la température du film après chaque saut. L'erreur expérimentale sur chaque valeur de AT est égale à 0.02°C. On présente également sur chaque figure, une droite calculée à partir : d'un modèle logarithmique où I a In (AT) (figure V-15 et V-17), ou bien d'une loi de puissance où I a (AT)'^'^^ (figure V-16 et V-18) correspondants au comportement théoriquement attendu. Selon le modèle utilisé, l'échelle des ordonnées est : soit linéaire, soit logarithmique.

Concernant l'évolution de la couche anisotrope de chaque film épais (C6-TT-C6 et C8-TT-

C8), on observe figure V-15 et V-17 que chaque "courbe en pointillée" suit tout d'abord

le comportement de la droite "logarithmique" : I a In (AT). D'après le modèle théorique, ce type de croissance est significatif d'un système dominé par des interactions répulsives. On remarque ensuite, une déviation des points (qui s'accentue de plus en plus) lorsque la température s'approche de Tuo/sm (après trois/quatre points).

pal Iso-Sm

Figure V-15 : Epaisseur I de la couche anisotrope du film de C8-TT-C8 : I vs (AT). Les points

correspondent aux données expérimentales et la droite est calculée à partir d'un modèle de divergence logarithmique où I a In (AT).

T -T f°C)

Figure V-16 : Epaisseur I de la couche anisotrope du film C8-TT-C8 : I vs (AT). Les points correspondent aux données expérimentales et la droite est calculée à partir d'une loi de puissance où I a (AT)'^^^.

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§ 16

LU

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Figure V-17 : Epaisseur I de la couche anisotrope du film de C6-TT-C6 : I vs AT. Les points noirs correspondent aux données expérimentales et la droite est calculée à partir d'un modèle de divergence logarithmique où I a In (AT).

T ,-T. , (°C)

Figure V-18 : Epaisseur I de la couche anisotrope du film de C6-TT-C6 : I vs (AT). Les points noirs

correspondent aux données expérimentales et la droite est calculée à partir d'une loi de puissance où I a (AT)'^^^.

On remarque figure V-16 et V-18, que cette même "courbe pointillée" suit le comportement linéaire de la droite "loi de puissance", où I a lorsque la température est proche de Tiso/sm et dévie lorsque AT augmente. Ce comportement est caractéristique d'une couche dominée par des interactions de Van der Waals.

Comme l'ont également observés Bahr et al. pour le 18.0.6, nos données révèlent donc un "crossover" (après quatre couches) de la croissance "logarithmique" des couches anisotropes lorsque T est proche de Tiso/sm + 2.7°C pour le film de C6-TT-C6 et Tiso/sm +

3.1°C pour le film de C8-TT-C8, vers une divergence (selon une "loi de puissance") de

l'épaisseur des couches anisotropes pour une température proche de

Tiso/sm-La formation d'une couche anisotrope à une interface Film isotrope/Air et la divergence de son épaisseur selon une loi de puissance à l'approche de la température de transition de phase du film (Iso/SmC ou Iso/SmG), prouve que le mouillage de l'interface par cette couche anisotrope (C6-TT-C6 ou C8-TT-C8), est complet; et ceci malgré la résolution

expérimentale en température limitée de la plaque chauffante. Le modèle théorique concernant la divergence de l'épaisseur d'un film, s'applique donc à nos systèmes malgré les différences existant entre le système étudié expérimentalement et le système théorique (paroi/liquide/gaz) décrit dans le chapitre I.

IV. Conclusion

Nous avons étudié par ellipsométrie l'interface air/composé de deux films épais de cristaux liquides (C6-TT-C6 et C8-TT-C8) présentant des phases smectiques en dessous de

leur température d'isotropisation. On a remarqué juste au dessus de leur température de nucléation, la formation d'une couche anisotrope (phénomène de mouillage) dont le développement et la structure dépendent de la nature de la phase smectique existant en dessous de Tiso/sm- Dans notre cas, ces couches anisotropes se développent couche smectique par couche smectique jusqu'à devenir macroscopiques lorsque la température de l'échantillon atteint Tiso/sm- En effet, l'épaisseur de chaque couche diverge à l'approche de Tiso/sm, impliquant un mouillage complet de l'interface. L'ordre smectique de la couche anisotrope étant évolutif avec l'épaisseur et sachant que la phase SmG du C6-TT-C6 en volume présente une structure supramoléculaire à 3D, il

serait intéressant d'étudier l'évolution de la structure supramoléculaire de la couche anisotrope se formant à l'interface Phase Isotrope/Air au dessus de la température de transition Tiso/sm- Il serait intéressant d'étudier en fonction de l'épaisseur de la couche anisotrope formée : l'évolution de l'ordre de position des molécules à l'intérieur des plans smectiques (et voir si la première couche présente une structure supramoléculaire 2D par exemple).

Références Bibliographiques :

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14 B. D. Swanson, H. Stragier, D. J. Tweet, L. B. Sorensen, Phys. Rev. Lett, 62, 909 (1989). 15 M. Schick, Liquids at interfaces; J. Charvolin, J. F. Joanny, J. Zinn-Justin, Eds.; EIsevier: Amsterdam, 1990.

16 P. S. Pershan, 7. Phys. (Paris) Colloq, 50, C7-1 (1989).

17 R. Lucht, Ch. Bahr, G. Heppke, J. W. Goodby, 7. Chem. Phys, 108, 3716 (1998). 18 I. Haller, Prog. SolidSt. Chem, 10,103 (1975).

19 Y. G. J. Lau, S. Klein, C. J. P. Newton, R. M. Richardson, Liq. Crystal, 34, 421 (2007). 20 T. Stoebe, R. Geer, C. C. Huang, J. W. Goodby, Phys. Rev. Lett, 69, 2090 (1992).

Conclusion générale et