3.3. CRISTAL LIQUIDE COLONNAIRE EN BON SOLVANTDeux gran<strong>de</strong>urs caractéristiques sont extraites <strong>de</strong>s spectres <strong>de</strong> diffraction <strong>de</strong>s rayons X :la position q 0 du pic <strong>et</strong> sa largeur à mi-hauteur ∆q. Respectivem<strong>en</strong>t, ces <strong>de</strong>ux gran<strong>de</strong>urs sontinversem<strong>en</strong>t proportionnelles à la distance inter-colonnes <strong>et</strong> à la portée <strong>de</strong> l’ordre <strong>de</strong> position.I (u a )7 0 06 0 05 0 04 0 03 0 02 0 01 0 000 ,2 0 ,4 0 ,6 0 ,8 wt% q (Å−1 ) 2π/∆q (Å)70 0.313 5158 0.296 4053 0.286 3839 0.269 32d = 21.3 ÅPe4CEH-pur2π/∆q = 419 ÅTab. 3.4 – Variation <strong>de</strong> l’int<strong>en</strong>sité <strong>en</strong> fonction <strong>de</strong> la conc<strong>en</strong>tration <strong>en</strong> Pe4CEH dans l’acétated’éthyle. La distance inter-colonnes ainsi que la portée <strong>de</strong> l’ordre <strong>de</strong> position sont représ<strong>en</strong>téessur le tableau.Sur le tableau 3.4, même si une vague bosse est observée pour wt = 20% <strong>et</strong> wt = 32%,aucun pic ne peut être déterminé pour wt < 39%. En <strong>de</strong>ssous <strong>de</strong> c<strong>et</strong>te conc<strong>en</strong>tration, il n’ya pas d’ordre <strong>de</strong> colonnes. En revanche, à partir <strong>de</strong> wt ≃ 39%, la distance inter-colonnesvarie <strong>de</strong> 20.1 Å pour la <strong>solution</strong> la plus conc<strong>en</strong>trée, à 23.4 Å pour la plus diluée. Il est ànoter que, si <strong>en</strong> diffusion dynamique <strong>de</strong> la lumière, nous avons pu m<strong>et</strong>tre <strong>en</strong> évi<strong>de</strong>nce lepassage d’un régime dilué à un régime conc<strong>en</strong>tré autour <strong>de</strong> wt ≃ 40%, il n’<strong>en</strong> est ri<strong>en</strong> pourles expéri<strong>en</strong>ces réalisées <strong>en</strong> diffraction <strong>de</strong>s rayons X. En eff<strong>et</strong>, il n’existe aucune différ<strong>en</strong>cesignificative, autour <strong>de</strong> wt ≃ 40%, au niveau <strong>de</strong> la distance inter-colonnes ou <strong>de</strong> la portée <strong>de</strong>l’ordre <strong>de</strong> position.Ainsi, sur la figure 3.21, nous constatons que la portée <strong>de</strong> l’ordre <strong>de</strong> position augm<strong>en</strong>te <strong>de</strong>façon linéaire. Par ailleurs, un régime biphasique se trouve <strong>en</strong>tre la <strong>solution</strong> la plus conc<strong>en</strong>trée<strong>et</strong> le produit pur. Dans c<strong>et</strong>te gamme <strong>de</strong> conc<strong>en</strong>tration, le spectre <strong>de</strong> diffraction d’une <strong>solution</strong><strong>de</strong> wt = 82% nous indique une coexist<strong>en</strong>ce <strong>de</strong> phase. Un pic très fin correspond à une phaseriche <strong>en</strong> cristal liqui<strong>de</strong> pur, <strong>et</strong> sous ce pic, un épaulem<strong>en</strong>t traduit une autre phase riche <strong>en</strong>agrégats <strong>colonnaires</strong>.80
CHAPITRE 3. ETUDE DES CRISTAUX LIQUIDES COLONNAIRES EN SOLUTIONDans le domaine monophasique, la <strong>solution</strong> la plus conc<strong>en</strong>trée (wt = 70%) possè<strong>de</strong> unelongueur <strong>de</strong> corrélation <strong>de</strong> l’ordre <strong>de</strong> position <strong>de</strong> 51 Å. Il existe au moins un ordre <strong>de</strong> gran<strong>de</strong>urd’écart <strong>en</strong>tre le produit pur <strong>et</strong> le Pe4CEH <strong>en</strong> <strong>solution</strong>. En eff<strong>et</strong>, pour le Pe4CEH pur nousavons déterminé la portée <strong>de</strong> l’ordre <strong>de</strong> position 3 à 419Å. De ce fait, l’organisation <strong>de</strong>scolonnes du produit pur, dans un réseau à longue portée, est perdue par dis<strong>solution</strong>. En<strong>solution</strong>, la distance inter-colonnes mesurée est comprise <strong>en</strong>tre 20 <strong>et</strong> 25 Å. Faisons, pour les<strong>solution</strong>s les plus conc<strong>en</strong>trées, le rapport <strong>de</strong> la portée <strong>de</strong> l’ordre <strong>de</strong> position sur la distanceinter-colonnes :∆qq 0≃ 2Ainsi, une colonne ne “voit” pas au-<strong>de</strong>là <strong>de</strong> sa plus proche voisine. Autrem<strong>en</strong>t dit, il n’y apas d’ordre <strong>de</strong> position <strong>de</strong>s colonnes à longue distance. Comme on ne voit pas <strong>de</strong> biréfring<strong>en</strong>c<strong>en</strong>i <strong>de</strong> défauts caractéristiques <strong>en</strong> microscopie <strong>de</strong> polarisation, il n’y a pas non plus d’ordred’ori<strong>en</strong>tation, c’est-à-dire <strong>de</strong> phase nématique.3.3.5 WAXS : ordre liqui<strong>de</strong> intra-colonneEn bulk, l’ordre liqui<strong>de</strong> <strong>de</strong>s <strong>cristaux</strong> liqui<strong>de</strong>s <strong>colonnaires</strong> est prés<strong>en</strong>t au sein <strong>de</strong>s colonnespuisque les molécules discotiques sont irrégulièrem<strong>en</strong>t espacées. Typiquem<strong>en</strong>t, la distance quisépare <strong>de</strong>ux cœurs aromatiques est <strong>de</strong> 3.5 Å. Le but <strong>de</strong> ce paragraphe est <strong>de</strong> son<strong>de</strong>r l’ordreintra-colonnaire du Pe4CEH <strong>en</strong> <strong>solution</strong>. Pour cela, nous utilisons la configuration “grandangle” du Nanostar (WAXS) où la gamme <strong>de</strong> vecteurs d’on<strong>de</strong> s’ét<strong>en</strong>d <strong>de</strong> 0.1 à 2 Å−1 . Lesdistances inter-colonnes (q = 0.331 Å−1 ) <strong>et</strong> intra-colonne (q = 1.76 Å−1 ) du produit pur, sontcouvertes. Nous cherchons à savoir si les agrégats <strong>en</strong> <strong>solution</strong> prés<strong>en</strong>t<strong>en</strong>t eux aussi un ordreintra-colonnaire, c’est-à-dire un pic autour <strong>de</strong> q = 1.76 Å−1 . Ainsi, avec c<strong>et</strong>te expéri<strong>en</strong>ce ilsera possible <strong>de</strong> <strong>de</strong>terminer si les obj<strong>et</strong>s <strong>en</strong> <strong>solution</strong> s’agrèg<strong>en</strong>t sous forme <strong>de</strong> colonnes.Au vu <strong>de</strong>s résultats obt<strong>en</strong>us <strong>en</strong> diffusion dynamique <strong>de</strong> la lumière, nous avons préparé<strong>de</strong>s <strong>solution</strong>s dans les régimes dilué <strong>et</strong> conc<strong>en</strong>tré. Les solvants utilisés sont le xylène, l’acétated’éthyle, le dodécane <strong>et</strong> le p<strong>en</strong>tane. Dans le but <strong>de</strong> comparer le signal <strong>de</strong>s différ<strong>en</strong>tes <strong>solution</strong>s,nous t<strong>en</strong>ons compte <strong>de</strong> leur transmission <strong>et</strong> <strong>de</strong> l’épaisseur <strong>de</strong>s capillaires. De plus, tous les3 C<strong>et</strong>te valeur est limitée par la ré<strong>solution</strong> du faisceau ce qui explique qu’elle ne soit pas plus importante.81