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Cristal liquide
Transition smectique-nématique
Transition smectique-nématique

Un cristal liquide est un état de la matière qui combine des propriétés d'un liquide conventionnel et celles d'un solide cristallisé. On exprime son état par le terme de mésophase (La mésophase est une phase propre aux cristaux liquides qui est un intermédiaire entre la phase liquide et la phase solide d'un composant.).

Historique

En 1877, Otto Lehmann utilisant le tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) récent microscope à lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement...) polarisée constata que certaines substances passaient par un état intermédiaire, optiquement anisotrope (L'anisotropie (contraire d'isotropie) est la propriété d'être dépendant de la direction. Quelque chose d'anisotrope pourra présenter différentes caractéristiques selon la direction.), en se refroidissant lors de la transition liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) vers solide.

Une décennie (Une décennie est égale à dix ans. Le terme dérive des mots latins de decem « dix » et annus « année.) plus tard, en 1888, les botanistes autrichiens Friedrich Reinitzer et Rudolf Virchow étudiant des dérivés du cholestérol (Le cholestérol est un lipide de la famille des stérols qui joue un rôle central dans de nombreux processus biochimiques. Le cholestérol tire son nom du grec...) en répétant les expériences de Lehmann, identifient ce phénomène comme une nouvelle phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :).

Pendant presque un siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race, génération. Il a ensuite indiqué la durée d'une génération humaine et faisait 33 ans 4 mois (d'où peut être l'âge...), des chercheurs travaillent sur les cristaux liquides (Un cristal liquide est un état de la matière qui combine des propriétés d'un liquide conventionnel et celles d'un solide cristallisé. On exprime son état par le terme de mésophase.), fondent les bases théoriques, élaborent des éléments pratiques mais ne trouvent pas d'applications. Il faudra attendre 1968 pour que George H. Heilmeier, un chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de...) de la RCA, mette au point (Graphie) le premier dispositif d'affichage (L' affichage désigne l'application d'une surface de papier script dans un lieu public(et non du foyer)sur un support destiné à son émission, externe ou interne, ce qui en fait un média à part entière sans contexte rédactionnel....) à base de cristaux liquides et encore 5 ans pour que la mise au point d'une technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) stable, le Twisted nematic, utilisant le biphényl permette la mise en vente du premier dispositif grand public, une montre par Seiko.

Propriétés

Par exemple, un cristal liquide (Un cristal liquide est un état de la matière qui combine des propriétés d'un liquide conventionnel et celles d'un solide cristallisé. On exprime son état par le terme de...) peut couler comme un liquide, mais les molécules ont un certain niveau d'ordre et sont orientées comme dans un cristal (Cristal est un terme usuel pour désigner un solide aux formes régulières, bien que cet usage diffère quelque peu de la définition scientifique de...). Il y a différentes phases des cristaux liquides, qui peuvent être distinguées par leurs propriétés optiques différentes (comme la biréfringence).

Vu dans un microscope sous lumière polarisée, un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée en...) à cristaux liquides semblera être composé de zones de texture distincte. Chaque " zone " correspond à un domaine où les molécules sont orientées dans une direction différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application définie à l'aide de la...).

Il y a deux grandes classes de cristaux liquides : thermotrope et lyotrope. Les thermotropes changent de phase en fonction de la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux...) tandis que les lyotropes sont sensibles à la concentration et à la température.

Applications

L'écran (Un moniteur est un périphérique de sortie usuel d'un ordinateur. C'est l'écran où s'affichent les informations saisies ou demandées par l'utilisateur et générées ou restituées par l'ordinateur,...) ACL

L'application la plus connue des cristaux liquides est l'écran à cristaux liquides (L'écran à cristaux liquides (affichage à cristaux liquides ACL ou LCD, liquid crystal display, en anglais) est le principal composant des moniteurs plats...) mieux connu sous le sigle anglais " LCD ".

Écran à cristaux liquides Filtre de polarisation (vertical) Verre avec électrodes correspondant au filtre vertical Cristaux liquides Verre avec électrodes correspondant au filtre horizontal Filtre horizontal pour bloquer/laisser passer la lumière Surface réfléchissante
Écran à cristaux liquides
  1. Filtre (Un filtre est un système servant à séparer des éléments dans un flux.) de polarisation ( la polarisation des ondes électromagnétiques ; la polarisation dûe aux moments dipolaires dans les matériaux diélectriques ; En électronique, la polarisation est le fait d'appliquer une tension pour créer du courant dans...) (vertical)
  2. Verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent au rayonnement visible. Le plus souvent, le verre est constitué...) avec électrodes correspondant au filtre vertical (Le vertical (rare), ou style vertical, est un style d’écriture musicale consistant en accords plaqués.)
  3. Cristaux liquides
  4. Verre avec électrodes correspondant au filtre horizontal (Horizontal est une orientation parallèle à l'horizon, et perpendiculaire à la verticale. Une ligne horizontale va « de la gauche...)
  5. Filtre horizontal pour bloquer/laisser passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) la lumière
  6. Surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement...) réfléchissante

La propriété de certains cristaux liquides de faire tourner le plan de polarisation de la lumière est exploitée dans les écrans ACL. L'écran ACL est constitué de deux polariseurs croisés dont les directions de polarisation forment un angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts apparentés.) de 90° encadrant une couche de cristaux liquides : la lumière qui passe par le premier polariseur est bloquée par le second lorsque sa direction de polarisation n'est pas modifiée par les cristaux liquides.

Les thermomètres

La variation de l'angle de torsion (La torsion est la déformation subie par un corps soumis à l'action de deux couples opposés agissant dans des plans parallèles.) de l'hélice (Hélice est issu d'un mot grec helix signifiant « spirale ». Un objet en forme d'hélice est dit hélicoïdal.) en fonction de la température est utilisée par le thermomètre (Un thermomètre est un appareil qui sert à mesurer et à afficher la valeur des températures. C'est le domaine d'étude de la thermométrie.) frontal (Un frontal est un équipement informatique.) à affichage digital.

Les vitrages

Conçus en s'inspirant des écrans ACL, des vitrages incluent des cristaux liquides sous forme de gouttelettes immobilisées dans un polymère entre deux électrodes en ITO mais ne comportent pas de polarisant. Ce vitrage passe d'un état opalin (comme une vitre dépolie), en l'absence de tension (La tension est une force d'extension.), à un état transparent (comme une vitre ordinaire) dès qu'il est polarisé, sans que la luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.) change.

La cagoule pour soudure à l'arc

L'une des plus récentes applications apporte un grand confort aux soudeurs à l'arc : l'assombrissement est réalisé de manière automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la modélisation, de l'analyse, de la commande et, de la régulation des systèmes dynamiques. Elle a pour fondements théoriques les mathématiques, la...) par détection du niveau lumineux, en moins d'une milliseconde.

Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

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