Structures des phases mésomorphes formées de molécules discoïdes

Laboratoire de Physique des Solides associé au CNRS. Université Paris-Sud, Bâtiment 510, 91405 Orsay, France.

Résumé

Les mésophases de molécules discoïdes forment deux classes :

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  Les mésophases en colonnes sont constituées de colonnes de molécules parallèles entre elles et assemblées dans un réseau bidimensionnel périodique. Le polymorphisme provient essentiellement de la grande variété dans les réseaux rencontrés. Nous décrivons également le mode d’empilement et la conformation des molécules dans chaque colonne ;

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  La phase nématique est très semblable à la phase nématique ordinaire constituée de molécules allongées bien que le désordre des centres de gravité y apparaisse moins complet.

Il faut noter que cet article a été écrit à un moment où le sujet est encore en évolution rapide et que de nouvelles phases seront probablement découvertes d’ici sa parution.

Abstract

The major part of mesophases formed by rod like molecules belong to one of the two following classes: smectic or lamellar phases and nematic (cholesteric) phase. With disc-like molecules it is also possible to obtain two classes of mesophases:

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  In columnar (or canonic) mesophases, the molecules are stacked in parallel columns, these columns forming a periodic two- dimensional array. A great variety of lattices have been discovered and are here described with the help of the eighty planar crystallographic space groups. From X-ray diffraction pattern and from the comparison with other physical properties one can give informations about the packing and the conformation of the molecules in each column;

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  The nematic phase of disc-like molecules is similar to ordinary nematic phase of rod-like molecules. Nevertheless a local order of columns still remains present in this fluid mesophase.

We give the limits for the discotic phases assuming that a disc-like molecule must be (in the mesophase) made of a planar rigid core surrounded by a more or less planar ring of aliphatic chains. Thus we exclude from this frame the systems in which only four chains are linked to the same core and which form lamellar phases.

Our knowledge upon the structures of the mesophases made of disc-like molecules is given at the present state, whereas the subject evolves quickly, new phases appearing quite monthly. Thus, when this issue will be published this paper will certainly not be a complete survey of the polymorphism which seems so attractive.