Rentrance sous pression dans les cristaux liquides : Approche thermodynamique et analyse piézothermique de la transition Nématique rentrant - Smectrique Ad à l'aide d'un calorimètre à flux à couches composites

Abstract

Un développement à l’ordre trois en fonction de la température et de la pression de la différence d’énergie de Gibbs entre deux phases successives et proposé pour rendre compte et prévoir les diagrammes de phase Pression-Température de cristaux liquides présentant des phénomènes de double rentrance. Pour l’étude expérimentale de ces comportements originaux, parmi les différentes méthodes d’analyse des transitions de phase des mésogènes sous pression, seule la méthode piézothermique convient. Elle consiste à mesurer la chaleur dégagée ou absorbée à la suite d’une variation de pression par échantillon enfermé dans une cellule haute pression dans des conditions isothermes. Un nouveau microcalorimètre à flux thermique à couches composites, utilisant de faibles quantités de produit et fonctionnant entre -100°C et +300°C pour des pressions allant jusqu’à 7000 bars a été mis au point. Les performances du nouveau montage ont été déterminées. L’étude sur 10 mm³ d’un cristal liquide, p-octylbenzoate de p-cyanobenzoyloxyphényle, présentant une transition Nématique rentrant – Smectique Ad a été entrepris pour deux isothermes. Les courbes donnant le coefficient de dilation thermique isobare en fonction de la pression montrent une nette anomalie à la transition qui diminue lorsque la température augmente. Bien que l’analyse enthalpique différentielle ne détecte pas cette transformation, les études piézothermiques montrent que cette transition n’est pas purement du second ordre, mais peut être qualifié de très faiblement du premier ordre. La portion du diagramme de phase Pression-Température correspondant à cette transition a été déterminée.