Flashcards : Cristaux liquides et matériaux intelligents (84 cartes)

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1Question

Qu’est-ce qu’un cristal liquide ?

Réponse

Un fluide biréfringent aux propriétés associées aux états liquide et cristallin.

2Question

Quel ordre caractérise le cristal dans les trois directions de l’espace ?

Réponse

Un ordre de position et d’orientation.

3Question

Quelle propriété optique dépend de l’orientation moléculaire dans un cristal liquide ?

Réponse

La propriété optique dépend de l’orientation de ses molécules.

4Question

Qu’est-ce qu’une mésophase ?

Réponse

Une phase entre l’état solide cristallin et l’état liquide isotrope.

5Question

Comment apparaît un cristal liquide thermotrope ?

Réponse

Il apparaît lorsque le composé pur est chauffé.

6Question

Comment se forme une phase lyotrope ?

Réponse

Elle se forme lorsqu’un composé est mélangé à un solvant.

7Question

Quels sont les deux éléments d’une molécule amphiphile lyotrope ?

Réponse

Une tête polaire hydrophile et une queue apolaire hydrophobe.

8Question

Quelle formule définit le paramètre critique d’empilement CPP ?

Réponse

CPP=Vsa0LcCPP = \frac{V_s}{a_0 L_c}

9Question

Que représente VsV_s dans la formule du CPP ?

Réponse

Le volume de la chaîne hydrophobe.

10Question

Que favorise un CPP inférieur à 1 ?

Réponse

Une phase normale.

11Question

Que favorise un CPP égal à 1 ?

Réponse

Une courbure nulle.

12Question

De quels facteurs dépend l’auto-organisation d’un composé lyotrope ?

Réponse

De la nature du solvant, de la concentration et de la température.

13Question

Quelles parties moléculaires nécessite un cristal liquide thermotrope ?

Réponse

Une partie rigide et une partie flexible.

14Question

Quelle géométrie caractérise les cristaux liquides calamitiques ?

Réponse

Une géométrie allongée.

15Question

Dans quelles phases les cristaux liquides calamitiques se répartissent-ils ?

Réponse

En phases nématiques ou smectiques.

16Question

Qu’est-ce qu’une phase nématique ?

Réponse

Une phase où les molécules sont presque parallèles à une direction moyenne tout en restant libres de se déplacer.

17Question

Quelle est la formule du paramètre d’ordre nématique SS ?

Réponse

S=12⟨3cos⁡2(θ)−1⟩S = \frac{1}{2}\langle 3\cos^2(\theta)-1\rangle

18Question

Que représente l’angle θ\theta dans le paramètre d’ordre nématique ?

Réponse

L’angle entre une molécule et le directeur.

19Question

Quelle valeur prend SS pour une orientation cristalline parfaite ?

Réponse

S=1S=1

20Question

Que caractérise la chiralité d’une molécule ?

Réponse

Elle n’est pas superposable à son image dans un miroir.

21Question

Comment le directeur évolue-t-il dans une phase cholestérique ?

Réponse

Il tourne continûment perpendiculairement à l’axe d’une hélice.

22Question

Quelles phases peuvent former les polymères à propriétés cristaux liquides ?

Réponse

Des phases nématiques, cholestériques ou smectiques.

23Question

Quel type de polymères peut présenter des propriétés cristaux liquides ?

Réponse

Des polymères aromatiques.

24Question

Quelles forces peuvent manipuler l’orientation des molécules de cristaux liquides ?

Réponse

Des forces mécaniques, électriques ou magnétiques.

25Question

Que fait un champ électrique si Δε>0\Delta\varepsilon>0 et le moment dipolaire est parallèle au grand axe moléculaire ?

Réponse

Il aligne les molécules selon ses lignes directrices.

26Question

Comment un ancrage planaire oriente-t-il les molécules par rapport à la surface ?

Réponse

Parallèlement à la surface.

27Question

Comment un ancrage homéotrope oriente-t-il les molécules par rapport à la surface ?

Réponse

Perpendiculairement à la surface.

28Question

Quand un champ externe déforme-t-il l’orientation d’un cristal liquide uniformément aligné ?

Réponse

Lorsqu’il dépasse le seuil nécessaire pour vaincre l’énergie d’ancrage.

29Question

Quelles propriétés optiques caractérisent les cristaux liquides ?

Réponse

Ils sont anisotropes et possèdent deux indices de réfraction, n⊥n_{\perp} et n∥n_{\parallel}.

30Question

Comment définit-on la biréfringence optique ?

Réponse

La différence entre les indices extraordinaires et ordinaires : Δn=ne−no\Delta n=n_e-n_o.

31Question

Que diffuse un matériau à gouttelettes de cristaux liquides sans champ électrique ?

Réponse

La lumière.

32Question

À quoi servent les phases lyotropes dans la synthèse des matériaux poreux ?

Réponse

De gabarits.

33Question

Qu’observe-t-on par microscopie à lumière polarisée dans les phases cristallines liquides ?

Réponse

Leurs textures caractéristiques.

34Question

Que mesure la calorimétrie différentielle à balayage entre l’échantillon et une référence ?

Réponse

Les échanges de chaleur.

35Question

Quand une transition énantiotrope est-elle observée ?

Réponse

Au chauffage et au refroidissement.

36Question

Quand une transition monotrope est-elle observée ?

Réponse

Dans un seul des deux sens, au chauffage ou au refroidissement.

37Question

Quelle est la loi de Bragg ?

Réponse

2dsin⁡θ=nλ2d\sin\theta=n\lambda

38Question

Qui observa deux points de fusion du benzoate de cholestéryle en 1888 ?

Réponse

Friedrich Reinitzer.

39Question

Quels étaient les deux points de fusion observés par Reinitzer en 1888 ?

Réponse

Environ 150 °C et 182 °C.

40Question

Qui publia « Etats mésomorphes de la matière » en 1922 ?

Réponse

Georges Friedel.

41Question

Quelle idée Georges Friedel proposa-t-il au sujet des cristaux liquides ?

Réponse

Ce sont des phases à part entière.

42Question

Que désigne la transition de Fréedericksz ?

Réponse

Le passage d’une structure homogène à une structure déformée sous un champ appliqué spécifique.

43Question

Qu’est-ce que la température de clarification d’un composé thermotrope ?

Réponse

La température de passage de la phase cristal liquide à la phase liquide.

44Question

À quelle symétrie correspond l’ordre positionnel ?

Réponse

À une symétrie de translation.

45Question

Que mesure l’ordre orientationnel des molécules ?

Réponse

Leur tendance à s’aligner dans une direction sur une longue distance.

46Question

Quelles sont les deux phases principales de classification des cristaux liquides ?

Réponse

Les phases thermotropes et lyotropes.

47Question

Quelles formes peuvent prendre les cristaux liquides ?

Réponse

Calamitique, discotique ou courbée.

48Question

Qu’est-ce que la concentration micellaire critique ?

Réponse

La concentration à partir de laquelle des micelles se forment spontanément.

49Question

Quelles organisations les phases lyotropes peuvent-elles adopter ?

Réponse

Une solution micellaire, une phase hexagonale, lamellaire, inverse ou cristalline.

50Question

Quelle forme possèdent les cristaux liquides discotiques ?

Réponse

Une forme de disque.

51Question

Quelles phases les cristaux liquides discotiques peuvent-ils former ?

Réponse

Des phases nématiques discotiques ou colonnaires.

52Question

Comment sont aussi appelés les cristaux liquides courbés ?

Réponse

Les cristaux liquides en banane.

53Question

Quelle place occupent les cristaux liquides courbés parmi les classes thermotropes ?

Réponse

Ils constituent la troisième grande classe.

54Question

Entre quelles températures le 5CB présente-t-il une phase cristal liquide ?

Réponse

Entre 24 °C et 35 °C.

55Question

Quel ordre caractérise l’espacement intermoléculaire dans une phase nématique ?

Réponse

L’espacement intermoléculaire est aléatoire.

56Question

Quelle direction préférentielle les molécules conservent-elles dans une phase nématique ?

Réponse

Une direction préférentielle commune.

57Question

Comment évolue le paramètre d’ordre nématique quand la température augmente ?

Réponse

Il décroît.

58Question

Quelles méthodes permettent de déterminer le paramètre d’ordre nématique ?

Réponse

Par des mesures de propriétés magnétiques ou optiques, ou par diffusion des rayons X.

59Question

Quelles propriétés définissent un centre chiral en chimie ?

Réponse

C’est un carbone sp3 tétraédrique entouré de quatre substituants différents.

60Question

À quelle rotation du directeur correspond le pas de l’hélice cholestérique ?

Réponse

À une rotation de 2π2\pi.

61Question

De quels paramètres dépend le pas de l’hélice cholestérique ?

Réponse

De la température et de la concentration en dopant chiral.

62Question

Quelles hélices les deux énantiomères induisent-ils ?

Réponse

Des hélices de chiralités opposées, l’une droite et l’autre gauche.

63Question

Où les polymères cristaux liquides peuvent-ils porter leurs unités cristaux liquides ?

Réponse

Sur la chaîne principale ou sur des chaînes latérales.

64Question

Comment les unités cristaux liquides peuvent-elles être attachées aux polymères ?

Réponse

Par des attachements terminaux ou latéraux.

65Question

Que conservent les polymères cristaux liquides après leur synthèse ?

Réponse

Leur structure cristal liquide.

66Question

Quelle résistance mécanique les polymères cristaux liquides peuvent-ils présenter ?

Réponse

Une forte résistance au déchirement.

67Question

Quelles propriétés fonctionnelles les polymères cristaux liquides peuvent-ils présenter ?

Réponse

Des propriétés électro-optiques.

68Question

Quelles applications des polymères cristaux liquides sont mentionnées ?

Réponse

Les films, les revêtements, les pigments et les dispositifs intégrés.

69Question

Quel effet produit un champ magnétique sur les cristaux liquides ?

Réponse

Un effet d’orientation comparable à celui d’un champ électrique.

70Question

Quelles propriétés ont les surfaces associées aux alignements planaire et homéotrope ?

Réponse

Les surfaces planaires sont hydrophiles et les surfaces homéotropes hydrophobes.

71Question

Que peut faire un champ extérieur fort appliqué perpendiculairement à l’hélice d’un cholestérique ?

Réponse

Dérouler sa structure hélicoïdale.

72Question

Comment définit-on l’indice de réfraction d’un milieu transparent ?

Réponse

Le rapport entre la célérité de la lumière dans le vide et dans ce milieu.

73Question

Quelle formule donne le retard optique après une distance dd ?

Réponse

δ=2πλ(ne−no)d\delta=\frac{2\pi}{\lambda}(n_e-n_o)d.

74Question

Que provoque la propagation des rayons ordinaire et extraordinaire dans un matériau biréfringent ?

Réponse

Une différence de phase due à leurs vitesses différentes.

75Question

Comment les lunettes de cinéma 3D dirigent-elles une image différente vers chaque œil ?

Réponse

Elles utilisent des polarisations circulaires de sens opposés.

76Question

Quelle bande une phase cholestérique réfléchit-elle sélectivement ?

Réponse

Une bande comprise entre noPn_oP et nePn_eP.

77Question

Quel changement du pas hélicoïdal permet de produire des dispositifs thermochromes ?

Réponse

Sa variation avec la température.

78Question

Quelle structure présente la silice MCM-48 ?

Réponse

Une structure cubique.

79Question

Entre quelles tailles peut être modulé le diamètre des pores des silices mésoporeuses synthétisées par gabarit ?

Réponse

De 4 à 26 nm.

80Question

Quelle est la longueur approximative des pores des silices mésoporeuses synthétisées par gabarit ?

Réponse

D’environ 200 nm à plusieurs microns.

81Question

Quel usage thérapeutique permettent les nanoparticules de silice mésoporeuse ?

Réponse

Le stockage et la libération contrôlée d’agents thérapeutiques.

82Question

À quelles propriétés des transitions la calorimétrie différentielle à balayage donne-t-elle accès ?

Réponse

Aux variations d’enthalpie ou de capacité calorifique.

83Question

Qu’est-ce que le degré de surfusion ?

Réponse

La différence de température entre les cycles de chauffage et de refroidissement pour une transition.

84Question

Que permet de caractériser la diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS) ?

Réponse

Les structures et les espacements des arrangements de cristaux liquides.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 30 questions sur Cristaux liquides et matériaux intelligents.

1. Quelle description caractérise un cristal liquide par rapport à un cristal solide et à un liquide ordinaire ?

2. Quelle distinction fondamentale oppose un cristal à un liquide concernant leur ordre et leurs propriétés ?

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