Molécules discoïdes et polymorphisme mésomorphe

¹ Centre de Recherche Paul Pascal, Domaine Universitaire, 33405 Talence, France.
² Laboratoire de Chimie des Interactions Moléculaires, Collège de France, 75235, France.

Résumé

Parmi les différents motifs polyaromatiques mésogènes connus, seuls les dérivés hexasubstitués du benzène, du triphénylène, du truxène et de l’anthraqulnone présentent une (ou plusieurs) mésophase (s) colonnaire(s) D et/ou une phase nématique lenticulaire ND. Après avoir proposé une réponse simple aux problèmes que pose la nomenclature des phases colonnaires : deux paramètres cristallographiques — symétrie du réseau bidimensionnel (hexagonal = D_h, rectangle = D_r, oblique = D_ob) ; ordre ou désordre dans les colonnes — suffisent à différencier ces phases. Quelques exemples de substances présentant ce type de mésophase sont donnés. On discute la spécificité des textures optiques correspondantes (D_ho, D_hd, D_rd(pmg), D_rd(pmg), D_rd(cm), D_ob.d) en mentionnant l’influence de la chiralité sur la phase N_D et sur certaines phases colonnaires ([math], [math]). Le polymésomorphisme complexe de ces nouveaux matériaux est passé en revue : séquences “normales”, “inverses”, rentrantes, en discutant l’apport de la méthode de l’isomorphie. On propose enfin, un classement simple des phases thermotropes et lyotropes basé sur la forme de l’élément structural (cylindre fini, disque, feuillet indéfini, cylindre indéfini, globule).

Abstract

Among the various mesogenic polyaromatic cores, only benzene, triphenylene, truxene and anthraquinone hexasubstituted derivatives exhibit one or several D columnar phases and/or a ND lenticular nematic phase. A simple answer is given for the nomenclature problem concerning the six different columnar phases: as a matter of fact two structural parameters are sufficient for the differenciation of these phases: symmetry of the lattice (hexagonal: D_h, rectangular: D_r, oblique: D_ob), ordering or disordering in the columns. Several examples of disk-like compounds presenting these phases D_ho, D_hd, D_rd(pgg), D_rd(pmg), D_rd(cm), D_ob.d are described, with a discussion of the specificity of the corresponding optical textures. The influence of chirality on the N_D and some D phases ([math], [math]) is mentioned. Then the complex polymorphism of these new mesogenic materials (“normal”, “inverse”, reentrant columnar-nematic sequences) is reviewed. At last a simple classification of various lyotropic and thermotropic phases, based on the shape of structural element (finite or indefinite cylinder, disk, indefinite sheet, globule) is proposed.