Field-induced transient periodic structures in nematic liquid crystals : the splay Frederiks transition

Abstract

2014 Une belle texture en bandes apparaît souvent comme réponse initiale d'un cristal liquide nématique uniformément aligné à l'application soudaine d'un champ magnétique d'orientation différente.La structure de l'instabilité dépend de l'élasticité et de la viscosité anisotrope du cristal liquide, de l'amplitude du champ et, de façon importante, des conditions aux limites imposées par la cellule contenant l'échantillon.Nous avons étudié la géométrie dans laquelle le champ magnétique est perpendiculaire aux parois parallèles de la cellule contenant un cristal liquide nématique planaire composé d'une suspension de particules de virus de la mosaïque du tabac.Dans cette géométrie, des domaines en bandes parallèles s'etablissent dans deux directions.Leur longueur d'onde et l'angle qu'ils forment avec l'orientation initiale du directeur dépendent du champ magnétique.La distorsion initiale apparaît sous forme de carreaux délimités par deux séries de lignes parallèles.Nous avons analysé cette structure par une analyse de stabilité hydrodynamique linéaire développée de deux façons.Nous présentons tout d'abord une analyse générale des équations du mouvement et nous déterminons l'angle et la longueur d'onde employant des valeurs raisonnables pour les paramètres de la matière et supposant des parois libres.Ensuite une simple théorie basée sur des arguments d'énergie est présentée dans la limite de très longues molécules.Elle reproduit les aspects essentiels des échantillons de virus de la mosaïque du tabac.Finalement une investigation des effets de parois rigides dans un cas simplifié montre qu'ils n'affectent pas les conclusions tirées pour le cas des parois libres.