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Dissertations / Theses on the topic 'Anisotropic liquids'
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Loussert, Charles. "Mise en forme topologique : lumière et cristaux liquides." Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0325/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse consiste en l’étude de la mise en forme topologique de la lumière et de la matière et s’articule autour de deux axes de recherche. Le premier concerne la mise en forme topologique de la lumière à partir d’interfaces spin-orbite à base de cristaux liquides. En l’occurrence, nous montrons dans ce manuscrit que différents systèmes de défauts topologiques naturels permettent de générer des vortex optiques par interaction spin-orbite de la lumière, de manière efficace, accordable en longueur d’onde et reconfigurable en temps réel et donnant accès à des charges topologiques diverses. Tout ceci nous a permis de travailler à des échelles microscopiques et de manière spatialement contrôlée. Ces avancées ouvrent la voie au contrôle de l’état orbital de la lumière sur une large bande spectrale.Le second axe concerne la mise en forme topologique d’un film de cristal liquide cholestérique dans le cadre du stockage de l’information de nature topologique. Nous avons démontré la possibilité de générer une grande diversité de défauts topologiques métastables, de manière contrôlée et reconfigurable, à la fois dans le temps et dans l’espace. Nous avons développé une approche permettant de réduire drastiquement le coût énergétique d’écriture de ces défauts. Nous avons également montré qu’il était possible d’obtenir un nouveau type de mémoire réinscriptible contrôlé par le degré de liberté «spin» du photonThe enclosed work deals with the study of the topological shaping of light and matter and will bedivided into two categories of research. The first focuses on the topological shaping of light from liquid-crystal based spin-orbit interfaces. In particular, we show in this manuscript, that different systems based on the use of natural topological defects behave as highly efficient natural optical spin-orbit encoders, for distinct topological charges, at the micron scale and with spatial control.The operating wave length and operation mode of such interfaces can be tuned in real-time using low voltage electric fields. This breakthrough opens the path to the ultra-broadband control of the light’sorbital state. The second category concerns the topological shaping of a cholesteric liquid crystal film in context of mass data storage. We show the potential to generate metastable topological mi-crostructures in a controlled and reconfigurable way, both in time and space and with a low energy cost. We also demonstrated a new, unique type of rewritable memory, controlled by the«spin»ofthe laser-generated incident photon
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Simmonds, Paul Stuart John. "Theoretical studies of anisotropic fluids." Thesis, University of Southampton, 1991. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.314781.
Full text
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Nicholson, Timothy Michael. "Anisotropic structure in liquid crystalline polymers." Thesis, University of Cambridge, 1988. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.293821.
Full text
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Leite, Rubim Rafael. "Graphene oxide sheets confined within anisotropic fluid matrices." Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0209/document.
Full textAbstract:
Dès sa découverte, le graphène oxydé (GO), le plus accessible des précurseurs du graphène, a été largement utilisé pour des applications en science et technologie. La motivation de ce travail est d'étudier, d'un point de vue fondamental, le couplage entre des bicouches amphiphiles auto-associées (lesquelles peuvent être vues comme une matrice anisotrope formée d'objets bidimensionnels) et un objet lui-même bidimensionnel, en l'occurrence le feuillet de graphène oxydé, quand ils sont dispersés dans un solvant commun. La compétition entre les élasticités intrinsèques des bicouches et des feuillets de GO, ainsi que les interactions directes bicouche-bicouche, bicouche-GO et GO-GO, permet d'envisager un riche polymorphisme en fonction de la composition du système. Après avoir développé une procédure destinée à contrôler, dans une gamme étendue de teneur en GO, le système binaire GO-eau, le domaine confiné des dispersions aqueuses de GO a été exploré et, par la suite, le diagramme de phases ternaire a été construit. Les systèmes obtenus ont été caractérisés par des techniques comme la microscopie optique et la diffusion du rayonnement (diffusion dynamique de la lumière et diffusion des rayons-X aux petits angles). Les propriétés élastiques et thermodynamiques ont été décrites par l'application de modèles initialement conçus pour les phases lamellaires à deux constituants et adaptés dans le cadre de cette étudeSince the discovery of graphene oxide (GO), the most accessible of the precursors of graphene, this material has been widely studied for applications in science and technology. The motivation of this work is to study with a fundamental perspective the coupling between amphiphilic bilayers, which can be seen as an anisotropic matrix formed of two-dimensional objects, and another two-dimensional object, namely the graphene oxide sheet when they are dispersed in a common solvent. The competition between the intrinsic elasticities of the bilayers and GO sheets, as well as between direct bilayer-bilayer, bilayer-GO and GO-GO interactions allows us to envisage a rich polymorphism, depending on the composition of the system. Following the development of a dedicated procedure for controlling in an extended range of GO content the binary GO-water system, the confined domain of aqueous GO dispersions was first investigated, and the ternary phase diagram then constructed. The obtained systems have been characterised, using techniques such as optical microscopy, light and x-ray scattering. Elastic and thermodynamic properties have been described by applying, and adapting to the scope of this study, models for two-component lamellar stacks
Desde sua descoberta, o grafeno oxidado (GO), o mais acessível dos precursores do grafeno,tem sido amplamente utilizado para aplicações na ciéncia e tecnologia. A motivação destetrabalho é de estudar, de um ponto de vista fundamental, o acoplamento entre bicamadas anfifílicas auto-organizadas (que podem ser vistas como uma matriz anisotrópica formada por objetos bidimensionais) e um objeto ele mesmo bidimensional, neste caso a folha de óxido de grafeno, quando estão dispersados em um solvente comum.A competição entre as elasticidades intrínsecas das bicamas e das folhas de GO, assimcomo as interaçãoes diretas bicamada-bicamada, bicamada-GO e GO-GO, permitem esperar um rico polimorfismo em função da composição do sistema. Seguindo o desenvolvimento de um procedimento destinado ao controle, em um intervalo extendido da quantidade de GO, o sistema binário GO-água, o domínio confinado de dispersões aquosas de GO foi explorado e, em seguida, o diagrama de fases ternário contruído.Os sistemas obtidos foram caracterizados por t_ecnicas como microscopia ótica, espalhamento dinâmico de luz e espalhamento de raios-x à baixos ângulos. As propriedadeselásticas e termodinâmicas foram descritas pela aplicação de modelos inicialmente concebidos para fases lamelares à dois constituintes e adaptados ao escopo deste estudo
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Mondiot, Frédéric. "Comportement de particules colloïdales dans des solvants nématiques : influence de la forme et de la taille." Phd thesis, Bordeaux 1, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00657747.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse ont pour but d'étudier l'état de dispersion de particules colloïdales dans des cristaux liquides nématiques lyotropes. Ces solvants organisés sont constitués de micelles nanométriques anisotropes. Dans un premier temps, nous montrons qu'il est possible de réaliser des suspensions cinétiquement stables en jouant notamment sur la forme des inclusions micrométriques. Un modèle, développé dans le cadre de cette étude, permet de rendre compte de nos observations. Dans un second temps, nous nous intéressons à l'influence de la diminution de taille de particules sur l'état de dispersion du système. A l'échelle nanométrique, le mouvement brownien, anisotrope dans ce type de milieu, semble gouverner les phénomènes observés.
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Petit, Mohamed. "Etudes des propriétés électro-optiques, diélectriques et structurales d'un cristal liquide ferroélectrique stabilisé par un réseau polymère." Littoral, 2007. http://www.theses.fr/2007DUNK0186.
Full textAbstract:
Dans ce travail, nous avons entrepris l’étude de cellules ferroélectriques stabilisées par un réseau polymère, dont la structure en hélice a été préservée en choisissant un cristal liquide à faible pas hélicoïdale. La formation du réseau polymère est basée sur un processus d’auto-assemblage photo-induit et d’alignement d’entités monomères mésogènes photoréactives dispersées dans le solvant anisotrope qu’est le milieu cristal liquide, considéré comme élément de structuration du réseau. L’auto-structuration du réseau polymère, conjointement à des effets d’ancrage aux interfaces polymère/cristal liquide, sont en retour des éléments déterminants pour le comportement du cristal liquide stabilisé lorsqu’un champ électrique est appliqué. L’étude des propriétés électro-optiques et diélectriques des gels nous a permis de mettre en évidence que le réseau polymère anisotrope formé en phase SmC* joue un rôle stabilisateur non seulement de la structure en hélice de la phase héliélectrique, mais aussi de l’ordre orthogonal an phase SmA. Ce réseau anisotrope dispersé dans le volume de la cellule permet le contrôle de la réorientation sous champ électrique du cristal liquide. Nous avons montré que cet effet du réseau est intimement lié à sa structure fibrillaire et anisotrope interagissant fortement avec le cristal liquide grâce à des forces d’ancrage et élastique. Des approches théoriques qui tiennent compte de la structure et de la morphologie du réseau ont été développées et ont permis d’estimer l’ampleur du couplage réseau/cristal liquide , que l’on peut qualifier de « fort ». Ce couplage fort se traduit par l’augmentation de l’élasticité effective des gelsWe report in this work the effect of an anisotropic polymer network formed from an achiral photo-reactive monomer in a short pitch chiral SmC* phase, on the coupling of liquid crystal molecules to applied electric field. The formation of the polymer network is based on a photo-induced self-structuring process and alignment of photo-reactive mesogenic monomers, initially dispersed in a SmC* liquid crystal matrix. This allows to a gel composite material. The self-structured network plays in turn a crucial role on the behaviour of the liquid crystal under external electric field. Experimental data, obtained from electro-optic and dielectric measurements, showed that the anisotropic polymer network stabilizes not only the helical structure of the ferroelectric SmC* phase, but also the orthogonal order of the paraelectric SmA phase. We have demonstrated this effect to be related to network morphology. AFM experiments have shown a fibrillar and anisotropic structure of the network. The experimental results were discussed in the framework of a simple phenomenological model, extended from the Landau model, including the bulk free energy arising from the liquid crystal/polymer anisotropic interaction, and the elastic free energy resulting from the anchoring of liquid crystal molecules at the polymer boundaries. The coupling parameter characterizing the liquid crystal/polymer interaction was evaluated as a function of polymer network density. This interaction can be qualified as “strong”, and results on the increase of the effective elasticity of the gels
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Geronimo, Luiz Alceu. "Medidas da anisotropia dielétrica de cristais líquidos nemáticos." Florianópolis, SC, 1985. https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/106255.
Full textAbstract:
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 1985.Made available in DSpace on 2013-12-05T19:53:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 239977.pdf: 1967977 bytes, checksum: 569c42ef2a8e7c0fa8e218ea3843e3f7 (MD5) Previous issue date: 1985
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Cruceanu, Florentin I. "AC-calorimetry and dielectric spectroscopy on anisotropic liquid crystal and aerosil dispersions." Worcester, Mass. : Worcester Polytechnic Institute, 2008. http://www.wpi.edu/Pubs/ETD/Available/etd-040908-143149/.
Full textAbstract:
Dissertation (Ph.D.)--Worcester Polytechnic Institute.Keywords: phase transitions; quenched random disorder; liquid crystals; dielectric spectroscopy; calorimetry. Includes bibliographical references (leaves 78-83).
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Forrest, Richard. "Preparation of anisotropic microparticles and their behaviour at liquid interfaces." Thesis, University of Hull, 2012. http://hydra.hull.ac.uk/resources/hull:8606.
Full textAbstract:
Monolayers of solid particles at the liquid- fluid interface are of considerable interest in both academia and industry. Their behaviour during compression and expansion experiments in a Langmuir trough has important implications on particle stabilisation of foams and emulsions. This has been known for some time with regards to spherical particles. In this investigation, we have studied the role of non- spherical particles at the liquid- fluid interface. Particles have been fabricated using the technique of photolithography. The technique was modified in order to be able to apply it under normal laboratory conditions, thus making it more accessible for the fabrication of non- spherical particles of any size or shape. Flat plate- like particles with well controlled shape and size with disc, oval and rectangular geometry have been fabricated. Monolayers composed of such particles at both the air- water and oil- water interfaces exhibit important differences between each other and spherical particles. The geometry of the monolayers at the interface has been characterised, and preferential ordering of rectangular particles in domains consisting of side to side contacts has been discovered. A strong capillary attraction has been observed between the particles owing to the roughness and shape of the particles. It was found that during compression at the liquid- fluid interface, the surface pressure increases more slowly than that observed for spherical particles and this has been attributed to the tendency of the particles to undergo reorientation, tilting and flipping, the latter always occurred around the long axes of the particles. The thickness of the particles has significant implications on the stability of the monolayer; in addition the tendency for the particles to flip increases as the thickness of the particles is reduced. The non- spherical particles investigated here have been demonstrated to offer great potential as stabilisers of emulsion drops. The technique of photolithography has been utilised for the fabrication of Janus particles consisting of one face coated with metals, polyelectrolytes, silanes and colloidal particles.
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Timperley, Christine Ann. "Reflectance anisotropy spectroscopy of thermotropic liquid crystals." Thesis, University of Liverpool, 2005. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.428215.
Full text
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Foster, Kathryn Ellen. "Thin aligned organic polymer films for liquid crystal devices." Thesis, Durham University, 1997. http://etheses.dur.ac.uk/4895/.
Full textAbstract:
This project was designed to investigate the possibility of producing alignment layers for liquid crystal devices by cross-linking thin films containing anisotropic polymer bound chromophores via irradiation with polarised ultra violet light. Photocross-linkable polymers find use in microelectronics, liquid crystal displays, printing and UV curable lacquers and inks; so there is an increasing incentive for the development of new varieties of photopolymers in general. The synthesis and characterisation of two new photopolymers that are suitable as potential alignment layers for liquid crystal devices are reported in this thesis. The first polymer contains the anthracene chromophore attached via a spacer unit to a methacrylate backbone and the second used a similarly attached aryl azide group. Copolymers of the new monomers with methyl methacrylate were investigated to establish reactivity ratios in order to understand composition drift during polymerisation.
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Nourry, Johnny Jacques. "Etude de microcomposites de type polymère cristal liquide chiral." Nice, 1998. http://www.theses.fr/1998NICE5149.
Full textAbstract:
Le present travail s'est focalise sur l'etude des gels anisotropes chiraux dans lequels le cristal liquide est majoritaire ; le prepolymere etant cholesterique. Le solvant cristal liquide etait nematique, nematique chiral ou smectique c chiral. Il a ete montre que les proprietes finales du micro-composite ainsi obtenu dependaient, non seulement de la concentration en cristal liquide mais egalement du chemin suivi dans la phase d'elaboration du materiau. Concernant les materiaux obtenus a partir de la photopolymerisation in situ d'un prepolymere cholesterique dans un solvant lui-meme cholesterique, si a faible concentration en prepolymere, ses proprietes electro-optiques sont proches de celles du solvant seul, au-dela d'une concentration seuil, les effets du reseau polymere n'etaient pas negligeables et doivent etre pris en consideration. Concernant le smectique c chiral, il en ressort que les proprietes ferroelectriques dependent largement de la phase d'elaboration du reseau polymere. En particulier, un fort taux de polymerisation conduit a des proprietes ferroelectriques nettement moins intenses que celles du solvant cristal liquide. Le suivi des proprietes mecaniques au cours de la reticulation du prepolymere a permis d'apprehender le seuil de percolation du reseau polymere et d'etablir un parallele entre l'evolution ainsi etudiee et les morphologies obtenues en microscopie electronique a balayage. Un modele simple de nucleation et de croissance du reseau polymere a pu etre ainsi propose. Le processus debuterait, premier lieu, aux parois de l'echantillon preferentiellement dans les zones de defauts, pour s'etendre ensuite au volume par aggregation. L'emploi de cristaux liquides duaux offre de nouveaux outils pour etudier l'influence du reseau polymere sur les proprietes intrinseques du solvant cristal liquide. Il permet d'envisager d'autres voies pour elaborer le microcomposite ; l'anisotropie du milieu pouvant etre modulee par un champ electrique externe.
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D'hulst, René. "Modèles unidimensionnels pour cristaux liquides en colonnes." Sherbrooke : Université de Sherbrooke, 1997.
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Cos, Córcoles Joaquín. "Design and modelling of photonic crystals with anisotropic components." Doctoral thesis, Universitat Rovira i Virgili, 2010. http://hdl.handle.net/10803/8479.
Full textAbstract:
La actual era de las comunicaciones requieren dispositivos para el tratamiento de la información cada vez más eficientes en términos de velocidad, consumo y tamaño. Los dispositivos basados en cristales fotónicos con componentes anisotrópicos pueden aplicarse para el diseño de dispositivos electro-ópticos con características convenientes tales como la sintonizabilidad. En este trabajo se han analizado y diseñado varios dispositivos unidimensionales (1D), bidimensionales (2D) y tridimensionales (3D) sintonizables basados en cristales fotónicos de silicio y cristal líquido. En el caso de los cristales fotónicos 1D se ha propuesto dos ecualizadores ópticos basados en interferómetros Fabry-Pèrot. Estos dispositivos permiten sintonizar 2 resonancias en sus frecuencias y amplitudes de transmisión. En cuanto a los cristales fotónicos 2D, se ha analizado filtros y guías de onda sintonizables, proponiendo en ambos casos aplicaciones como interruptores ópticos. Por último, se ha desarrollado una aproximación para el análisis de cristales fotónicos 3D. Mediante dicha aproximación se ha explicado la presencia de máximos en reflexión en altas frecuencias así como se han analizado 3 muestras experimentales.
The present Communications Age requires more and more efficient devices in terms of speed, consumption and size for the treatment of information. Nanoscale photonic crystal devices and anisotropic materials is expected to provide a possibility to create electro-optical devices with required characteristics such us tunability. In this work we have analyzed and designed several tunable one-dimensional (1D), two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) devices based on silicon photonic crystals and liquid crystal. In the case of 1D photonic crystals, two optical equalizers based on Fabry-Perot interferometers have been proposed. These devices allow tuning 2 resonances in frequencies and transmission amplitudes. As for 2D photonic crystals, tunable filters and waveguides have been analyzed, offering both applications as optical switches. Finally, we have developed an approach for the analysis of 3D photonic crystals. The presence of reflection peaks in high frequencies has been explained by this approach and 3 experimental samples were analyzed.
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Silva, Márcio Higino da. "Efeito da adição de sais eletrolíticos monovalentes na estrutura, forma e ordem orientacional dos agregados micelares da mistura binária amônio pentadecafluorooctanoato e água." Florianópolis, SC, 2008. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/91347.
Full textAbstract:
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e matemáticas. Programa de Pós-graduação em FísicaMade available in DSpace on 2012-10-23T21:47:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 263772.pdf: 9527026 bytes, checksum: 2e185427e8a84b93550de739c5fb6c57 (MD5)
O principal objetivo das pesquisas realizadas e apresentadas neste trabalho esta concentrada nos efeitos da adicao de sais eletroliticos monovalentes fortes, como o cloreto de amonio (NH4Cl) e o cloreto de potassio (KCl), na formação de novas estruturas com propriedades liquido-cristalinas ou mudanças drasticas nas estruturas micelares pré-existentes, nas fases micelares isotropica, nematica e lamelar presentes no sistema binario contendo o surfactante amonio entadeca°uorooctanoato e agua (APFO / H2O). Inves-tigamos tambem, a in°u^encia que os sais NH4Cl e KCl produziram na forma e no tamanho dos agregados micelares, bem como sua dependencia com a temperatura. Diversas tecnicas experimentais, como microscopia optica, refratometria de ABBE, tramitancia de luz, difraçao por raios X e etc, foram usadas e dos resultados destas medidas, suas temperaturas de transicoes de fases foram determinadas e uma nova estrutura, formada espontaneamente na solucao e denominada "vesiculas", foi identicada, isto e, estas vesiculas aparecem simplesmente pelo efeito do sal adicionado. Estudos teoricos usando campo medio (Maier-Saupe) em combinaçao, com resultados experimentais foram realizados e o comportamento do paramentro de ordem orientacional micelar com a temperatura, foram obtidas para varias amostras. The main aim of the research performed and presented in this work is concentrated in the e®ects of the addition of strongs monovalents electrolytic salts, as the ammonium chloride (NH4Cl) and the potassium chloride (KCl), in the formation of new structures with liquid-crystallines properties or drastic changes in pre-existing micellar structures in the isotropic, nematic and lamellar phases present in the binary system containing the surfactant pentadeca°uorooctanoate and water (APFO / H2O). We also investigated the in°uence that the salts (NH4Cl and KCl) had on the size and shape of the micellar aggregates as well as their dependency on temperature. Several experimental techniques such as polarizing optical microscopy, direct bulk solution observation, Abbe refractometry, laser light transmission and small angle X ray di®raction were used and from results of these measurements, phase transitions temperatures were determined and, a new structure, formed spontaneously in the solution and named "vesicles", was identi¯ed, i.e., these vesicles appear in the solution simply by the e®ect of the added salt. Theoretical studies using mean ¯eld approximation (Maier-Saupe) in combination with experimentals data were performed and the behavior of the micellar orientational order parameter on temperature, for several samples, obtained.
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Shafran, Matthew S. "Responsive liquid crystal polymer rods." Morgantown, W. Va. : [West Virginia University Libraries], 2008. https://eidr.wvu.edu/etd/documentdata.eTD?documentid=5598.
Full textAbstract:
Thesis (M.S.)--West Virginia University, 2008.Title from document title page. Document formatted into pages; contains viii, 71 p. : ill. (some col.). Includes abstract. Includes bibliographical references (p. 63-67).
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Syvitski, Raymond Thomas. "Probing anisotropic intermolecular forces in nematic liquid crystals using NMR and computer simulations." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2000. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape3/PQDD_0016/NQ48727.pdf.
Full text
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Newton, Bethany Jade. "Using external fields to control the behaviour of anisotropic particles at liquid interfaces." Thesis, University of Hull, 2016. http://hydra.hull.ac.uk/resources/hull:15426.
Full textAbstract:
In this thesis we use analytical theory and high resolution finite element simulations (using the program ‘Surface Evolver’) to consider the influence of an external magnetic field on the orientation and self-assembly of rod-like magnetic particles. Firstly, we calculate the equilibrium tilt angle with respect to the undeformed interface and the meniscus shape around an ellipsoidal particle when a magnetic field is applied perpendicular to the interface. As we increase field strength, the particle undergoes a discontinuous transition to the ‘perpendicular’ orientation. We show that it is necessary to include meniscus deformations in our calculations in order to accurately model this transition. We also show for the first time that the tilt angle vs. magnetic field curve exhibits hysteresis behaviour. Secondly, we study the orientation of magnetic cylindrical particles. For cylindrical particles at a liquid interface, orientational transitions induced by an external field remain when the external field is removed i.e. the switching effect is non-volatile. By tuning both the aspect ratio and contact angle, we show that it is possible to engineer cylindrical particles that have multiple locally stable orientations and hence obtain extremely rich magnetic responses to an external field. We show that such systems provide a facile platform for creating switchable functional materials. Finally, we investigate the interactions between, and self-assembly of, multiple ellipsoidal particles. For two ellipsoidal particles, the only stable configuration was found to be the side-to-side configuration. However, for three ellipsoidal particles, the tip-to-tip configuration was also found to be locally stable. There is good qualitative agreement between our finite element simulations and a linearised analytical theory and we attribute quantitative discrepancies between the two to non-linear and many-body effects.
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Daffé, Niéli. "Anisotropies and Magnetic Couplings of Texturable Ferrofluids." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066640/document.
Full textAbstract:
Les ferrofluides sont des suspensions colloïdales de nanoparticules magnétiques dispersées dans un liquide porteur. La possibilité de moduler les propriétés des ferrofluides in situ en appliquant un champ magnétique externe leur procure un fort potentiel d’étude, à la fois d’un point de vue fondamental ou pour des applications industrielles variées. En particulier, les nanospinels de ferrite ferrimagnétiques MFe2O4 (M = Fe2+, Co2+, Mn2+…) sont largement étudiés pour leurs propriétés électriques et magnétiques. Plus spécifiquement, une forte énergie d’anisotropie de ces matériaux à l’échelle nanométrique est requise pour des applications dans le stockage de l’information ou l’hyperthermie pour lesquels ils sont considérés. Une connaissance fine des mécanismes régissant ces propriétés d’anisotropies magnétiques est ainsi primordiale pour la création de nouveaux objets aux propriétés magnétiques contrôlées à l’échelle nanométrique. L’originalité de notre approche consiste à utiliser une technique fine du magnétisme, le dichroïsme magnétique circulaire des rayons X (XMCD) à l’étude des anisotropies et couplages magnétiques des nanospinels composants les ferrofluides. Au cours de cette thèse, nous nous sommes intéressés à différentes stratégies possibles pour induire une forte énergie d’anisotropie aux nanospinels de ferrite par l’utilisation de cobalt. Des nanoparticules de tailles et compositions variées ont été obtenues par différentes voies de synthèse, et nous démontrons que l’anisotropie magnétique de ces systèmes est fortement gouvernée par la symétrie de site du Co2+ en structure spinel qui peut être directement corrélé au processus de synthèse utilisé. Nous nous sommes aussi intéressés à l’ordre et au couplage magnétique de ferrite spinels structurés en coeur-coquille, dont le cœur et la coquille sont réalisés à partir de matériaux aux propriétés magnétiques intrinsèques différentes. Nous montrons ainsi que pour des nanospinels MnFe2O4@CoFe2O4, la très fine coquille formée de CoFe2O4 impose une forte anisotropie magnétique au cœur doux de MnFe2O4. Enfin, nous nous sommes intéressés à une troisième classe de ferrofluide à base de nanospinels, les ferrofluides binaires, constitué d’un mélange physique de ferrofluides aux propriétés magnétiques intrinsèques différentes. Pour de tels systèmes, il est essentiel de préserver le liquide porteur du ferrofluide pour ne pas dénaturer les interactions entre particules existantes. L’un des objectifs de cette thèse fut donc d’étendre la technique du XMCD à l’étude d’échantillons de ferrofluides in situ, dans leur phase liquide ou gelée. Nous avons débuté la conception d’une cellule liquide compatible avec les rayons X mous et un environnement ultra-vide sur la ligne de lumière DEIMOS (SOLEIL) qui est toujours en développementFerrofluids are colloidal suspensions of magnetic nanoparticles dispersed in a carrier liquid. The intimate interaction between the magnetic nanoparticles and the liquid provides a unique system, from both fundamental and industrial application point of views, whose flow and properties can be precisely controlled using an external magnetic field. Magnetic nanoparticles of spinel ferrites MFe2O4 (M = Fe2+, Co2+, Mn2+…) are of particular scientific interest and have been extensively studied for their electrical and magnetic properties. Spinel ferrites find potential applications, notably in storage devices, for computers, or hyperthermia, for cancer treatment, where high magnetic anisotropy energies are required at the nanoscale. However, deeper knowledges of the fine mechanisms playing a significant role on the magnetic anisotropies existing in the nanospinels are necessary to help the creation of rationalized materials with controlled magnetic anisotropies for the requirement of the system. In this thesis, we have used X-ray Magnetic Circular Dichroism (XMCD) as an original approach for probing the magnetic anisotropies and magnetic couplings of nanospinels obtained in ferrofluids. The nanoparticles are iron bearing spinels for which cobalt ions have been introduced in the spinel structure of the nanoparticles as a true makers of magnetic anisotropy. First, magnetic nanospinels have been synthesized by tuning their size and composition and using different synthesis processes. XMCD investigations revealed that the coercive field of the nanospinels is governed by the concentration of Co2+ ions sitting in octahedral sites of the spinel structure, and this can be directly linked to some synthesis parameters. Then, we have investigated core@shell nanoparticles, which can be synthesized with an appropriate choice of magnetic anisotropies for the core and the shell in order to tailor optimal magnetic properties. In the case of MnFe2O4@CoFe2O4, our findings reveal that the very thin CoFe2O4 shell imposes a strong magnetic anisotropy to the otherwise very soft MnFe2O4 core. The other class of ferrofluids that has been investigated during this thesis are binary ferrofluids that are constituted of two different types of magnetic nanoparticles. For such systems, the carrier liquid must be preserved to understand the magnetic interactions in the ferrofluid as they are. Another motivation of this thesis was thus to extend XMCD to the in situ investigation of the nanospinels dispersed in ferrofluids. We have been started a liquid cell development in the DEIMOS beamline at SOLEIL. The setup is still in progress and is aimed at being compatible with soft X-Rays short penetration depth and ultra-high vacuum environment. Hard X-ray photon-in/photon-out spectroscopy coupled to XMCD (1s2p RIXS-MCD) can be a very valuable alternative to soft X-ray XMCD at K-edge of 3d elements when liquid cell sample environment is required. The instrumental development of a liquid cell used with 1s2p RIXS-MCD spectroscopy allowed us to investigate the nanoparticles directly in the ferrofluids revealing interparticles magnetic couplings in binary ferrofluids
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Lin, Tsui-Hsun. "Birefringence, Anisotropic Shrinkage and Luminance in Injection Molded Light-Guide Plate: Modeling and Experiment." Akron, OH : University of Akron, 2009. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc%5Fnum=akron1232005891.
Full textAbstract:
Dissertation (Ph. D.)--University of Akron, Dept. of Polymer Engineering, 2009."May, 2009." Title from electronic dissertation title page (viewed 11/27/2009) Advisor, Avraam I. Isayev; Committee members, James L. White, Thein Kyu, Kevin Kreider, Shi-Qing Wang; Department Chair, Sadhan C. Jana; Dean of the College, Stephen Cheng; Dean of the Graduate School, George R. Newkome. Includes bibliographical references.
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Solomon, Brian R. (Brian Richmond). "Butterflies and batteries : advances in liquid repellent surfaces by anisotropic wetting and lubricant impregnation." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2016. http://hdl.handle.net/1721.1/104129.
Full textAbstract:
Thesis: Ph. D., Massachusetts Institute of Technology, Department of Mechanical Engineering, 2016.This electronic version was submitted by the student author. The certified thesis is available in the Institute Archives and Special Collections.
Cataloged from student-submitted PDF version of thesis.
Includes bibliographical references (pages 119-130).
Recent advances in creating liquid-repellent surfaces have focused on decreasing the interaction between a liquid and a solid surface by modifying the surface's chemistry and cleverly designing its geometry on nano- and millimetric length scales. This thesis explores two advances to control a liquid's interaction with a surface: 1) deflectable structures that influence anisotropic wetting properties and 2) lubricant impregnated surfaces comprised of a porous surface and liquid lubricant. Through experimental characterization the mechanism by which deflectable scales on a butterfly wing cause anisotropic drop repellency is investigated. The design of lubricant impregnated surfaces is reviewed and expanded by demonstrating their potential for drag reduction and incorporation into electrochemical systems. The first part of this thesis characterizes how the unique structure of a butterfly's wings contributes to its anisotropic wetting properties. In particular, a water drop placed on the surface of a butterfly's wing will easily roll away from the butterfly's body, but will roll off at much higher angles toward the body. This phenomenon is observed and quantified using environmental electron microscopy and confocal microscopy. A theory that takes into account the deflection of the butterfly's scales explains the observed anisotropy and correlates with the observed roll-off on a wide range of butterfly species. Such deflectable surface structures offer a new way to tune the wetting properties of a surface. The second part of this thesis reviews and expands on lubricant impregnated surfaces. It explains how to achieve a stable lubricant impregnated surface and discusses its basic features including the wetting ridge and lubricant cloak. Motivated by the slippery nature of these surfaces, the potential of lubricant impregnated surfaces to reduce drag is detailed. A scaling model that incorporates the viscosity of the lubricant and elucidates the dependence of drag reduction on the ratio of the viscosity of the working fluid to that of the lubricant is presented. The model is validated by experiments conducted in a cone and plate rheometer where a drag reduction of 16% is measured. Finally, lubricant impregnated surfaces are applied to electrochemical systems. Measurements quantify how lubricant impregnated surfaces improve the flowability of a non- Newtonian lithium polysulfide flow electrode in which electronic conductivity is imparted by carbon particles. A framework for the design of such surfaces for a wide range of flow electrode solvents is used to incorporate lubricant impregnated surfaces into a Gravity Induced Flow Cell (GIFCell) prototype to enable the flow of highly conductive suspension.
by Brian R. Solomon.
Ph. D.
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Oliveira, Luma Melo de. "The influence of the Ionic Liquid [C14MIM][Cl] on the structural and thermodynamic features of zwitterionic and anionic model membrane." Universidade de São Paulo, 2017. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-11052017-111842/.
Full textAbstract:
Ionic Liquids (ILs) has been attracting attention, both from academia and industry, given the numerous applications of these systems. ILs are salts, usually composed by an organic ion, and a counterion which could be organic or inorganic, and, interestingly they are found at liquid state at room temperature. Our interest in studying ILs comes from its low toxicity. Some recent studies have shown that the toxicity of the ILs ishigher than believed, in particular for biologically relevant systems. The main goal of this research is to study the influence of the ionic liquid 1-tetradecyl-3-methylimidazolium chloride ([C14MIM][Cl]) with membrane systems. To do so, we made use of different lipids: POPC, Sphingomyelin, Cholesterol, POPG, DPPC, DPPG and DMPC. For each of these systems, the influence of ILs concentration were elucidated by means of a systematic study through different experimental techniques: Small Angle X-ray scattering (SAXS), dynamic light scattering (DLS), fluorescence anisotropy, optical microscopy and z-potential. Since [C14MIM][Cl] has a positive charge on the imidazolium group, the superficial charge of all vesicles increased. For zwitterionic vesicles no significant change in size and melting temperature were noticed. The imidazolium-based ionic liquid diminished the gel-fluid transition temperature for negatively charged lipids. For DPPC:DPPG (1:1), for instance, the transition temperature decreased from 42.50±0.13oC to 25.27±0.33oC and for DPPG from 46.12±0.22 oC to 36.6±0.38 oC. For DPPG, the vesicle hydrodynamic diameter increased from 84±0.1nm to 176±0.1nm, whereas for DPPC:DPPG it increased from 95±0.1nm to 196±0.1nm. The electronic density profile, obtained by SAXS, supported the penetration of the [C14MIM][Cl] into the negative bilayer structure. 15 mol% of [C14MIM][Cl] increased the polar head thickness of DPPC vesicles from 11.1±0.6 Å to 18.0±0.7 Å, without alter significantly the inner region of the membrane.Qualitative results obtained with optical microscopy showed that the IL incorporation destabilize the membrane asymmetry (between the leaflets) leading to the formation of pores (evidenced by optical contrast lost) and the presence of buds. We believe that this work could improve the understanding of the effects of ILs in the presence of biological relevant systemsOs líquidos iônicos (LI) tem atraído grande atenção, tanto da academia quanto da indústria, devido às suas numerosas aplicações. LI são sais, normalmente compostos por um íon orgânico, e um contra-íon que pode ser orgânico ou inorgânico, mas que tem como característica ser encontrado no estado líquido à temperaturas próximas a ambiente. Nosso interesse em estudar LIs vem de sua baixa toxicidade, atribuída a sua baixa volatilidade. Entretanto, alguns estudos recentes mostraram que a toxicidade dos LI é maior do que se acreditava, em particular com sistemas de relevância biológica.O objetivo principal desta dissertação é estudar a influência do líquido iônico 1-tetradecil-3-metilimidazólio cloreto ([C14MIM][Cl]) com sistemas de membrana. Para isso, utilizamos diferentes lipídios, como o POPC, esfingomielina, colesterol, POPG, DPPC,DPPG e o DMPC. Para cada um destes sistemas, a influência da concentração de LI foi elucidada por meio de um estudo sistemático através de diferentes técnicas experimentais, tais como: espalhamento de raio-X a baixos ângulos (SAXS), espalhamento dinâmico de luz (DLS), anisotropia de fluorescência, microscopia óptica e potencial-z. Uma vez que o componente iônico de [C14MIM][Cl] tem uma carga positiva no grupo imidazólio, a carga superficial de todas as vesículas estudadas aqui aumentou. Entretanto, para asvesículas compostas pelos lipídeos zwitteriónicos, não tenha sido observada qualquer alteração significativa no tamanho e na temperatura de transição de fase gel-fluido. O [C14MIM][Cl] altera a organização interna entre as moléculas de lipídio com carga negativa. Consequentemente, à medida que a quantidade de LI aumenta, a temperatura de transição de fase diminui e o tamanho médio das vesículas aumenta. Para o sistema DPPC:DPPG (1:1) a temperatura de transição de fase caiu de 42.50 ± 0.13 oC para 25.27 ± 0.33 oC e para as vesículas de DPPG de 46.12±0.22 oC para 36.6±0.38 oC. Quanto ao diâmetro hidrodinâmico médio, no caso do DPPG este valor aumentou de 84±0.1 nm para 176±0.1 nm, enquanto que para a mistura DPPC:DPPG (1:1) ele passou de 95±0.1nm para 196±0.1nm. Indicando assim que o LI incorpora na bicamada lipídica negativamente carregada. O perfil de densidade eletrônica, obtido por SAXS, confirma a penetração do [C14MIM][Cl] na bicamada lipídica. Diferentemente, para a membrana lipídica zwitteriónica o LI tende a se situar perto da região da cabeça polar sem afetar significativamente a região do interior da bicamada lipídica. Por outro lado, a presença de15 mol% de [C14MIM][Cl] aumenta a espessura da região polar das bicamadas das vesículas de DPPC de ~ 11.1±0.6 Å para ~ 18.0±0.7 Å. Os resultados qualitativos da microscopia óptica mostraram que a incorporação da LI desestabiliza a assimetria da membrana entre as camadas interna e externa, além de sugerir o aparecimento de poros (evidenciado pela perda do contraste ótico das vesículas) e estruturas chamadas de buds. Esperamos que este trabalho melhore a compreensão dos efeitos do LI na presença de organismos biológicos.
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Daveze, Pascal. "Contribution à l'étude des propriétés magnéto-optiques des liquides magnétiques : applications opto-électroniques." Saint-Etienne, 1996. http://www.theses.fr/1996STET4008.
Full textAbstract:
Un liquide magnétique est constitué d'un liquide contenant, en suspension stable et homogène, de petits grains nanométriques d'un matériau magnétique. Ces liquides colloïdaux présentent évidemment une faculté importante : celle de combiner les propriétés des différents éléments les constituant, à savoir les propriétés des liquides associées à celles des grains magnétiques. Leurs applications sont déjà nombreuses dans les domaines de la mécanique, de l'instrumentation physique, du génie biologique et médical. Ce mémoire a pour but de fournir la mesure des paramètres caractérisant l'anisotropie optique linéaire magnéto-induite des liquides magnétiques, ainsi que la recherche d'applications de cet effet. On sait qu'une telle anisotropie est induite lorsque le champ magnétique appliqué au ferrofluide est perpendiculaire à la direction de propagation de la lumière. Cette configuration est appelée configuration de Voigt. Les effets engendrés sont appelées dichroisme et birefringence linéaires, et sont liés, respectivement, à deux angles ellipsométriques et que l'on mesure. Il était important d'effectuer ces mesures avec beaucoup de précision et dans un large domaine spectral visible proche infrarouge, afin d'avancer dans l'interprétation théorique des phénomènes mis en jeu et, aussi, de pouvoir concevoir et réaliser des dispositifs opto-électroniques utilisant ces matériaux nouveaux
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Nagy, Zsuzsanna tamara. "Synthesis of self-organized dendrimers and dendronized nanohybrids and their physical properties." Thesis, Strasbourg, 2012. http://www.theses.fr/2012STRAE020/document.
Full textAbstract:
Pour ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés dans une première partie à la conception et à la synthèse de nouveaux matériaux multifonctionnels (LC, photosensible, systèmes moléculaires dendritiques) capables d'être élaborés en films minces anisotropes et doués de propriétés photo-induites. Nous avons réalisé l'étude complète des propriétés mésomorphes de ces nouveaux matériaux et de dérivés structuraux (en fonction de la connectivité dendritique intrinsèque) par la diffraction des rayons X aux petits angles; l’étude de leurs propriétés optiques a également été effectuée. Dans une seconde partie, nous avons fonctionnalisé des nanoparticules d'or avec des ligands dendritiques mésogènes afin d'organiser ces particules dans des structures mésomorphes. Les objectifs principaux de cette partie sont tout d’abord la synthèse d'une "bibliothèque" de nanoparticules mésomorphes dendronisées, et ensuite la caractérisation de réseaux simples formée par l’auto-assemblage des particules précédentesThe need to expand further the range of mesomorphic organization, develop original materials where different functionalities can be added (i.e. multifunctional), and to design “multitask materials” with tunable properties are particularly interesting and crucial challenges for potential uses in future technologies. On the one hand, we focused on the design and synthesis of multifunctional materials (liquid crystalline, dendritic, photoresponisve) which are suitable for making thin films where photoinduced optical anisotropy and surface relief gratings can be generated. The mesomorphic behaviour of these dendrimers was investigated and also their optical properties. On the other hand, we grafted structurally related protodendritic mesogenic ligands to monodisperse gold nanoparticles to elaborate liquid crystalline hybrids in order to self-organize NPs in periodic arrays. A set of dendronized gold nanohybrids was synthesized to carry out this study
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Isoppo, Eduardo de Almeida. "Estudo do efeito da adição do sal cloreto de césio (CsCI) na formação de novas estruturas no sistema binário, amônio pentadecafluorooctanoato/água deuterada (APFO/D2O) em amostra com baixa concentração de APFO." Florianópolis, SC, 2008. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/91577.
Full textAbstract:
Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em FísicaMade available in DSpace on 2012-10-24T00:26:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 261767.pdf: 6054875 bytes, checksum: 62e48dce375ea0b95996cf4198475123 (MD5)
Estudamos, basicamente, os efeitos da adição de um sal eletrolítico monovalente forte, como o cloreto de césio (CsCl), na formação de novas estruturas na fase isotrópica micelar da mistura binária amônio pentadecafluorooctanoato e água deuterada (APFO/D2O) em baixas concentrações de APFO. Investigamos, também, a influência que o sal CsCl produz na forma e tamanho dos agregados micelares bem como sua dependência com a temperatura. Diversas técnicas experimentais ópticas foram usadas e dos resultados destas medidas, temperaturas de transições de fases foram determinadas com grande precisão e uma estrutura, formada por vesículas, foi identificada. Estas vesículas são induzidas espontaneamente na solução simplesmente pelo efeito do sal adicionado, isto é, sem a necessidade de qualquer método específico para obte-las.
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Atherton, Timothy James. "Frustration phenomena due to elastic anisotropy in thin liquid crystal films." Thesis, University of Exeter, 2006. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.436421.
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Wilson, Mark James. "The effect of molecular anisotropy on the properties of liquid crystals." Thesis, University of Southampton, 1998. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.285765.
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Konopka, Amy Elizabeth. "The Effect of Anisotropy on In-Plane liquid Distribution in Nonwoven Fabrics." NCSU, 2001. http://www.lib.ncsu.edu/theses/available/etd-20010925-125929.
Full textAbstract:
AbstractKonopka, Amy Elizabeth. The Effect of Anisotropy on In-Plane liquid Distribution in Nonwoven Fabrics. (Under the direction of Behnam Pourdeyhimi)Anisotropy has been shown to be an influencing factor of many nonwoven structural properties such as the bending rigidity and the tensile strength. The effect on liquid distribution (a very important property in many nonwoven applications), however, has not been determined. In this study the effect on anisotropy on a material's in-plane liquid distribution is examined. By using the new NCRC GATS device, which enables the in-plane liquid distribution and the recording of the spread to occur simultaneously, it was determined that the liquid distribution was indeed influenced by the structural anisotropy. Also determined was the effect of the testing method on the wicking rate of the material. A comparison between conventional test methods and a newly developed test method, which utilizes the NCRC GATS and a hollowed plate, were made. It was determined from the results that the new method is the only method that measures the intrinsic wicking of the material.
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Aquino, da Silva de Souza Renata. "Síntese, caracterização magnética e magneto-ótica de colóides magnéticos à base de ferrita de manganês e de maguemita dopada com átomos de metais terras raras visando aplicações biomédicas : nanoradioterapia." Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066403.
Full text
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Hakobyan, Davit. "Spin-orbit optomechanics of space-variant birefringent media." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0081/document.
Full textAbstract:
Ce travail consiste en l'étude de phénomènes optomécaniques en d'interaction spin-orbite de la lumière, en utilisant des milieux inhomogènes et anisotropes comme systèmes modèles, différents types de systèmes matériels étant considérés en pratique. En particulier,nous avons utilisé des défauts de cristaux liquides nématiques pour lesquels nous avons identifié expérimentalement d'un couple optique de nature spin-orbite conduisant à des modifications de champ d'orientation moléculaire du cristal liquide. Aussi, grâce à l'utilisation de verres nanostructurés artificiellement permettant un contrôle de l'interaction spin-orbite à la demande,nous mettons en évidence un phénomène de couple optique inverse qui est l'analogue angulaire des forces optiques dites négatives. Cet effet optomécanique contre-intuitif est démontré expérimentalement, d'une manière indirecte, grâce à la mise en place de diverses expériences de décalage en fréquence Doppler associées aux degrés de liberté de rotation. Enfin, nous présentons nos tentatives en vue de réaliser expérimentalement l'observation directe d'un couple optique inverse. Plusieurs options sont envisagées, qui comprennent à la fois des approches à base de matériaux métalliques ou diélectriques. De manière générale, cela implique la miniaturisation des systèmes considérés, ce qui est effectué à la fois à l'échelle millimétrique et micrométriqueThis work focuses on angular optomechanics driven by the spin-orbit interaction of light, using inhomogeneous and anisotropic media as model systems and different kinds of such material systems are considered in practice. In particular, we use nematic liquid crystal defects and report on the direct experimental observation of spin-orbit optical radiation torque that leads to distortion of molecular orientation pattern of the defects. Then, by using solid-state spin-orbit couplers of arbitrary order made of artificially nanostructured glasses, we unveil an optical torque reversal phenomenon that is the angular counterpart of so-called optical negative forces. This counterintuitive optomechanical effect is experimentally retrieved, in an indirect manner, via rotational Doppler frequency shift experiments. Finally, we report on our attempts to build up an experimental framework allowing the direct observation of optical torque reversal. Several options are considered, which include both metallic and dielectric approaches and involve sample miniaturization that has been explored at the millimeter and micrometer scale
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Okrasa, Lidia. "Relaxations moléculaires de composites polymères anisotropes à base de dérivés cellulosiques cristaux liquides." Lyon 1, 1999. http://www.theses.fr/1999LYO10021.
Full textAbstract:
La propriete optique la plus caracteristique des derives cellulosiques cristaux liquides est une anisotropie due a l'existence d'une texture de bande perpendiculaire a la direction de leur orientation suite a un cisaillement mecanique. Afin de conserver et stabiliser cette texture, nous avons developpe dans ce travail l'elaboration de composites polymeres anisotropes, realises a partir de solutions lyotropes de derives cellulosiques cristaux liquides dans un monomere - solvant polymerisable (acide acrylique ou methacrylique). Divers derives cellulosiques cristaux liquides ont ete synthetises en vue de controler cette thermostabilite par une modification des interactions moleculaires. Ainsi, l'hydroxypropylcellulose (hpc) peut etre a l'origine de liaisons hydrogenes alors que les (propionyloxypropyl)cellulose (ppc) et (hexanoyloxypropyl)cellulose (hxpc) ne doivent conduire qu'a des interactions dispersives dans les composites. Enfin la presence des groupes polaires -cn de la (cyanoethylpropyl)cellulose (cepc) devrait favoriser les interactions dipole - dipole avec les chaines des poly(acides). Pour apprehender les effets de ces diverses interactions moleculaires et leur incidence sur les proprietes thermooptiques de ces systemes, nous avons aussi etudie la dynamique des chaines par spectroscopies dielectrique et mecanique, a la fois dans les derives polymeres cristaux liquides et dans leurs composites pour des compositions variables. Pour les composites avec hpc ou cepc, les relaxations des derives cellulosiques (dc) sont notablement modifiees par la presence des poly(acides), surtout dans le cas d'hpc. Ceci peut etre explique par la formation de liaisons hydrogene entre les chaines de hpc et les poly(acides) ou par des interactions dipolaires entre les chaines cepc et les poly(acides), alterant la mobilite moleculaire des composants dc. De telles liaisons ne pouvant pas s'etablir dans le cas des composites avec ppc ou hxpc. Une correlation claire a ete mise en evidence entre les modifications des relaxations par les interactions moleculaires et l'accroissement de la stabilite thermique de l'anisotropie optique de ces reseaux polymeres anisotropes.
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Pottié, Laurence. "Réseaux anisotropes par réticulation de monomères diepoxy cristaux liquides orientés sous champ magnétique." Paris 6, 2005. http://www.theses.fr/2005PA066634.
Full text
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FLAMENT, CYRILLE. "Etude de phases ordonnees bidimensionnelles dans des films de langmuir : structure d'un cristal anisotrope parametre d'ordre et module d'elasticite d'un cristal-liquide." Paris 7, 1994. http://www.theses.fr/1994PA077031.
Full textAbstract:
Cette these comporte trois etudes distinctes toutes relatives a des systemes bidimensionnels: les films de langmuir. Ceux-ci sont formes d'une unique couche de molecules amphiphiles a l'interface eau-air. La premiere partie concerne la determination structurale d'un solide d'acide nbd stearique. Celui-ci est constitue de domaines anisotropes en forme d'aiguille. Par diffraction electronique nous montrons la nature cristalline des domaines transferes sur un substrat solide amorphe. Grace a des experiences de diffraction de rayons x en incidence rasante sur l'eau, nous montrons que la structure ne subit aucun changement au cours du transfert. Enfin nous proposons un modele d'arrangement moleculaire qui reproduit l'anisotropie optique et morphologique. La deuxieme partie porte sur l'etude d'un melange binaire avec une molecule anisotrope (morphologie et proprietes optiques): une cyanine amphiphile, et une molecule plus symetrique: l'acide stearique. La caracterisation du melange est faite a temperature constante en faisant varier la pression de surface et la fraction relative des deux constituants ; on donne le diagramme de phases avec les differentes morphologies observees. Des observations optiques entre polariseur-analyseur permettent d'identifier une des phases comme un cristal-liquide de type smectique bidimensionnel. Une analyse par photometrie en reflexion a incidence nulle permet d'avoir acces au parametre d'ordre de la mesophase. Une analyse des fluctuations relie ce dernier au module d'elasticite k du cristal-liquide. Nous avons etudie la transition smectique-isotrope et mis en evidence une variation spatiale du parametre d'ordre et une discontinuite de k a la transition avec la valeur predite par la theorie de kosterlitz-thouless. Une troisieme etude, theorique, a permis de predire l'existence de la transition rugueuse (passage pour un solide cristallin d'une interface avec des facettes vers une interface rugueuse) en dimension deux, pour un systeme comportant des interactions a longue portee, a une temperature finie que nous avons calculee
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Li, Liang-shi. "Anisotropy in CdSe quantum rods." Berkeley, Calif. : Oak Ridge, Tenn. : Lawrence Berkeley National Laboratory ; distributed by the Office of Scientific and Technical Information, U.S. Dept. of Energy, 2003. http://www.osti.gov/servlets/purl/827094-DOIqqD/native/.
Full textAbstract:
Thesis (Ph.D.); Submitted to the University of California at Berkeley, Berkeley, CA (US); 1 Sep 2003.Published through the Information Bridge: DOE Scientific and Technical Information. "LBNL--55023" Li, Liang-shi. USDOE Director. Office of Science. Office of Basic Energy Sciences (US) 09/01/2003. Report is also available in paper and microfiche from NTIS.
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Thiebaut, Olivier. "Bicouches orientées de cristaux liquides colonnaires pour applications photovoltaïques." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00591978.
Full textAbstract:
Grâce à leurs remarquables qualités de transport de charges et d'autoorganisation, les cristaux liquides colonnaires formés de molécules discotiques dérivées de colorants aromatiques sont des candidats prometteurs pour la réalisation de dispositifs photovoltaïques. Pour profiter à bien de ces propriétés, il est indispensable de maîtriser leur organisation en films minces. Un ancrage homéotrope avec les colonnes perpendiculaires au substrat est ainsi nécessaire pour conduire efficacement les charges aux électrodes. Cet alignement a été obtenu par transition d'ancrage entre un substrat solide et une cathode d'argent permettant d'obtenir des films ultra-minces (environ 25 nm d'épaisseur) homogènes orientés. Par ailleurs, une bicouche de composés discotiques intégralement alignée en ancrage homéotrope a été élaborée. A notre connaissance, ce travail constitue la première preuve de faisabilité d'une hétérojonction donneur - accepteur orientée constituée de cristaux liquides colonnaires.
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Alvarez, Salgado Francisco. "Applications des milieux anisotropes à la détermination de structures de biomolécules par RMN liquide." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2005. http://www.theses.fr/2005VERS0035.
Full textAbstract:
L'étude structurale de macromolécules biologiques (ADN, protéines, complexes,. . . ) par RMN à haute résolution repose sur l'utilisation de différents types de données structurales classiques : les distances entre atomes hydrogènes inférieures à 5 Å (effets Overhauser nucléaires), les angles dièdres (obtenus par la mesure de constantes de couplages scalaires) et les indices de déplacement chimique ou de liaisons d'hydrogène pour la caractérisation de structures secondaires. L'ensemble de ces contraintes structurales sont des informations locales et donc lorsque l'on prédit le repliement globale d'une structure, elles peuvent être responsable d'accumulation d'incertitudes sur la structure de la macromolécule. Une solution pour palier à cette indétermination consiste à recourir à des contraintes à longue distance en complément des contraintes usuelles. Ces données sont définies par rapport à un repère moléculaire et sont obtenues en mesurant des couplages dipolaires résiduels (RDC) résultant de la faible orientation de la macromolécule (paramètre d'ordre 10-3 à 10-5). Dans un premier temps, nous avons étudié deux structures d'oligosaccharides à motif de LewisX à l'aide des RDC. Le but de cette étude était de montrer la capacité des RDC à définir la structure. Dans la deuxième partie de cette étude, nous avons été amenés à définir le positionnement d'une hélice dans le double domaine tudor 53BP1 en employant un seul jeu de contraintes RDC. La dernière partie de ce travail, a été basée sur l'étude structurale de différents fragments d'ADN en employant trois jeux de contraintes de RDC (PEG, Bicelles SDS et PF1) avec la finalité de mettre en évidence une déformation structuraleThe structural study of biological macromolecules (DNA, proteins, complexes. . ) by high resolution NMR is based in the use of various structural data: distances between atoms of hydrogens lower than 5 Å (nuclear Overhauser effect), dihedral angles (obtained by the measure of scalar coupling constants) and chemical shift indexes or hydrogen bounds for the characterization of secondary structures. The set of these structural constraints represents a local information and so when one predicts the global fold of a structure, they can be responsible for accumulation of uncertainties on the macromolecule structure. A solution for landing of this undetermination consists in resorting to in long distances as a supplement to usual ones. These data are defined with regard to a molecular frame and are obtained by measuring residual dipolar couplings (RDC) resulting from the weak orientation of the macromolecule (parameter of order 10-3 to 10-5). At first, we studied two structures of LewisX oligosaccharides by mean of the RDC. The purpose of this study was to show the capacity of the RDC to define a structure. In the second part of this study, we precised the location of a helix in the double tudor domain 53BP1 by using RDC restraints. The last part of this work, was based on the structural study of various DNA fragments by using three sets of constraints of RDC (PEG, Bicelles SDS and PF1) detect a structural deformation
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Heiderich, Anne. "Diffusion multiple en milieu non linéaire ou anisotrope." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1995. http://www.theses.fr/1995GRE10200.
Full textAbstract:
Cette these est composee de trois parties: 1) une etude analytique de la retrodiffusion coherente de la lumiere en milieu desordonne et faiblement non lineaire: en utilisant une equation auto-consistante du type bethe-salpeter pour l'intensite moyenne, nous calculons le cone de retrodiffusion en milieu non lineaire. Le domaine de validite de la theorie est obtenu et discute. De plus, nous calculons le cone de retrodiffusion pour une couche mince non lineaire immergee dans un milieu lineaire. 2) une etude analytique du champ moyen dans des cristaux liquides en phase nematique orientee en presence des fluctuations thermiques de l'orientation des molecules (la solution de l'equation de dyson): l'operateur de masse en fonction du vecteur d'onde est calcule d'abord dans une approximation scalaire, puis pour un champ vectoriel. (seule sa partie imaginaire en fonction de la direction etait connue. ) l'influence des fluctuations a longue portee est discutee. Puis nous obtenons les lois de dispersion renormalisees, la longueur de diffusion, la fonction spectrale et le champ moyen. 3) une simulation numerique de type monte carlo de l'intensite moyenne dans ces materiaux (la solution de l'equation de bethe-salpeter): nous avons ecrit un code de simulation numerique de type monte carlo, afin d'etudier le transfert radiatif dans les nematiques. Celui-ci nous permet de simuler la polarisation de la lumiere en regime de diffusion multiple, le coefficient de transmission, le cone de retrodiffusion spacialement anisotrope, la distribution des temps de vol et le tenseur du coefficient de diffusion. Les resultats sont discutes et en partie compares avec un calcul analytique realise par van tiggelen
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Done, Dinshong. "Studies on the rheology and morphology of thermotropic liquid crystalline polymers." Diss., Virginia Polytechnic Institute and State University, 1987. http://hdl.handle.net/10919/77792.
Full textAbstract:
It is known that the physical properties of as-processed liquid crystalline polymers are highly dependent on the thermal and deformation histories of the materials experienced. The purpose of this study has been to examine the effect of thermal history on the rheology and morphological texture for several thermotropic liquid crystalline polymers. These include two copolyesters of para-hydroxybenzoic acid and polyethylene terephthalate and a copolymer of para-hydroxy benzoic acid and 6-hydroxy-2-naphthoic acid. For all three systems, it was found that the viscosities at temperatures below the normal flow temperatures were reduced as a result of preheating. Furthermore, these polymers were able to flow at temperatures as much - as 50°C below their normal flow temperatures if preheated and cooled rapidly. Also found was that it took a few minutes for the viscosities of the preheated samples to recover to a higher level at which the flow was ceased, during this period the materials were processable. These behaviors were attributed to the supercooling of the nematic state formed at preheating temperatures. This was supported by the lack of transition peaks in DSC traces obtained under the same cooling history as that in the Rheometric Mechanical Spectrometer. In the cold die extrusion experiment, a skin/core structure was observed for most extrudates. The thickness of the skin layer was directly related to the orientation and tensile properties of the extrudate. The thicker the skin layer was, the better the orientation and tensile properties were. The thickness of the skin layer was also found to increase with the extrusion speed. However, the orientation was only limited to the skin layer with the core region was relatively unoriented.
For the lubricated squeezing flow experiments, the newly designed device worked satisfactory and predicted the relationship that the transient biaxial extensional viscosities are very close to six times the transient shear viscosities for polystyrene at small strains. Loss of lubrication occurred at fairly low strains, 0.3 to 0.4, was the limit of this method. For all three liquid crystalline polymers, the transient biaxial extensional viscosity was found to decrease with the increase in squeezing rate and no steady state was reached. Yield stresses were observed for liquid crystalline polymers under the squeezing jump strain deformation and the magnitude of these yield stresses were of the order of several hundreds Pa. The existence of yield stresses could be due to the presence of some structure in the sample which prevented the stress from relaxing to zero. The constant stress lubricated squeezing flow method has been proved to not be suitable for estimating the biaxial extensional viscosity of liquid crystalline polymers because the constant slope region for the creep curve was too short and it was difficult to determine the extension rate accurately. Under a heavy stress of 70368 Pa and proper cooling, it was possible to generate some fibrous structure in the squeezed sample.Ph. D.
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Géminard, Jean-Christophe. "Croissance libre de la phase colonnaire hexagonale d'un cristal liquide discotique." Lyon 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LYO10128.
Full textAbstract:
Ce travail presente une etude experimentale de la croissance libre d'un cristal liquide discotique (l'hexaoctyloxytriphenylene) en echantillon mince et en ancrage homeotrope. Grace a la mise au point d'une methode de trempe efficace des echantillons et au developpement d'une nouvelle methode de visualisation tridimensionnelle des germes, on a pu etudier quantitativement les regimes dendritiques et cellulaires jusqu'a la restabilisation absolue du front. Dans le premier regime, a sursaturation inferieure a 0,7, existent deux types de dendrites suivant que le rapport r de la longueur de diffusion des impuretes a l'epaisseur de l'echantillon est grand ou petit. Si r est superieur a 50, les dendrites stationnaires sont bidimensionnelles et leurs caracteristiques (nombre de peclet et constante de stabilite) sont en accord avec la theorie. Si r est inferieur a 10, un film de liquide apparait entre les plaques et les dendrites qui sont alors tridimensionnelles. Leur constante de stabilite diminue et sature vers une valeur bien definie lorsque r est inferieur a 1. Par contre, leur nombre de peclet ne satisfait jamais la loi d'ivantsov tridimensionnelle, ce qui prouve que les dendrites sont encore confinees. A forte sursaturation, la densite des branchements lateraux augmente et la solution dendritique disparait au profit d'un regime de branchements denses (sursaturation comprise entre 0,7 et 1). Dans le regime cinetique, lorsque la sursaturation est superieure a 1, le front est d'abord cellulaire puis restabilise quand la sursaturation est superieure a 4. Nous avons mesure le coefficient cinetique d'attachement moleculaire et son anisotropie et trouve que les axes de croissance facile a grandes et a petites vitesses font entre eux un angle de trente degres. Pour finir, nous presentons une etude complementaire en croissance directionnelle de la cinetique du front. Nous mettons en evidence une transition d'ancrage a grande vitesse qui conduit a une cinetique non lineaire quand les colonnes sont perpendiculaires a l'interface
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Béguin, Laetitia. "Développements méthodologiques en RMN pour la simplification de la mesure des couplages spin-spin : applications en solvant isotrope et anisotrope." Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112294.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse fut de développer de nouvelles méthodologies RMN afin de visualiser de manière simple et rapide la différenciation énantiomérique de composés en milieu cristal liquide chiral mais également la mesure simplifiée de couplage spin-spin. Dans ce but, nous avons tout d'abord réalisé une brève présentation des cristaux liquides ainsi que leur utilisation en RMN. Par la suite, nous nous sommes tournés vers la simplification des spectres protons afin de mesurer précisément les couplages proton proton individuellement mais également la visualisation de la différenciation énantiomérique. Nous avons, pour cela, développé et optimisé la séquence SERFph en rotation proche de l'angle magique. Nous avons ensuite généralisé cette séquence afin de mesurer simultanément tous les couplages entre un proton et l'ensemble des protons d'une molécule. Pour cela, nous nous sommes tourné vers les techniques d'encodage spatial utilisé en imagerie RMN. En combinant une impulsion sélective avec une impulsion de gradient de champs, nous avons été en mesure d'exciter différents protons à différents endroits de l'échantillon et ainsi réaliser simultanément plusieurs expériences SERFph. Enfin, nous avons cherché à optimiser la mesure des couplages hétéronucléaires carbone proton à une liaison de distance. Pour cela, nous avons pris pour point de départ la séquence J-1H-HSQC-BIRD développée au laboratoire, séquence à laquelle nous avons rajouté l'évolution des déplacements chimiques en dimension F1 afin d'éclater l'information dans cette dimension. Cet éclatement permettant la mesure précise des couplages hétéronucléaires y compris pour des massifs protons complexes à analyserThe goal of this thesis was the development of new NMR methodology to visualize simply and quickly the enantiomeric differentiation in chiral liquid crystals and the simply measure of spin-spin coupling. Ln a first time, we have made a non-exhaustive presentation of liquid crystals and the use of Iiquid crystals in NMR. Next, we have developed and optimized a proton experiment that permits the simply and precise measure of one proton proton coupling: the SERFph sequence. We associate this sequence with rotation around magic angle to release selective pulse using. We have next generalized this sequence to measure the entire coupling between one proton and all molecular protons. For this, we have used spatial encoding technical from NMR imaging. Combining a selective pulse with a pulse field gradient, we have been able to excite different proton in different slice of the sample and then we have made simultaneously different SERFph experiments. Finally, we have optimized heteronuclear one bond coupling measure. For that, we have taken for starting point the J-1H-HSQC-BIRD sequence, developed in our laboratory. We added chemical shift evolution during F1 dimension to spread out the information in this dimension. This dispersion should permit the extraction of heteronuclear couplings of complex proton spectra
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Dessombz, Arnaud. "Elaboration et caractérisation de phases cristal liquides de suspensions de rutile (TiO2). Propriétés physiques anisotropes." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00354476.
Full textAbstract:
Les phases cristal-liquides minérales se situent à l'interface de la chimie colloïdale, de la physique de la matière molle et de la physique du solide. Largement utilisées dans l'industrie, les nanoparticules de TiO2 de variété rutile sont des candidates de choix à une étude visant à relier propriétés du matériau massif et propriétés d'une assemblée orientée de petits objets anisotropes.Le travail présenté montrera comment il est possible d'élaborer par Chimie Douce des nanoparticules anisotropes afin d'obtenir en milieu aqueux une mésophase, de nature nématique, et de la caractériser. De plus, des suspensions de bâtonnets, même relativement diluées, s'orientent sous cisaillement, ce qui permet de produire par spin-coating des films anisotropes. Ces films sont des échantillons de choix pour effectuer des mesures, sous irradiation ultraviolette, de photocatalyse d'espèces organiques dissoutes ou encore de photoconduction. Ces mesures peuvent être comparées avec les résultats obtenus à l'aide d'un monocristal de TiO2 présentant les mêmes facettes cristallographique [110] que les nanoparticules.
Un film orienté de bâtonnets de rutile présente naturellement des propriétés anisotropes. En outre, nous avons mis en évidence une forte dépendance des propriétés catalytiques et de la conductivité électronique avec la polarisation de l'irradiation ultra-violette. Nous montrerons dans quelle mesure la théorie des bandes permet d'expliquer ces effets.
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Charlet, Emilie. "Mouillage et orientation d’un film mince de cristal liquide colonnaire : de la détermination des propriétés optiques aux applications photovoltaïques." Thesis, Bordeaux 1, 2008. http://www.theses.fr/2008BOR13653/document.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à l’étude de films minces ouverts de cristaux liquides colonnaires sur un substrat solide. Ces matériaux, capables de s’auto-organiser en de larges domaines orientés, sont généralement obtenus à partir de molécules discotiques dérivées de colorants aromatiques. Ces différentes caractéristiques, associées à une bonne mobilité de charges, permettent d'envisager l'utilisation des cristaux liquides colonnaires en film mince dans des dispositifs photovoltaïques. Afin de bénéficier de leurs bonnes propriétés optoélectroniques, les cristaux liquides colonnaires doivent être déposés en film mouillant, d’épaisseur inférieure à 100 nm, et leur orientation contrôlée. Ainsi, pour des applications photovoltaïques, un alignement homéotrope (colonnes normales au substrat) est requis. Inversement, l’orientation planaire uniaxe (colonnes parallèles au substrat), est quant à elle requise pour une utilisation de ces composés dans les polariseurs ou dans les transistors organiques à effet de champ. Dans ce travail, différentes méthodes permettant de contrôler l’alignement de films minces ouverts de cristaux liquides colonnaires ont été développées, permettant d’obtenir aussi bien un ancrage homéotrope par traitement thermique spécifique, qu’un ancrage planaire uniaxe par dépôt préalable d’une couche de téflon. Le contrôle de l’orientation a ainsi permis d’une part de produire un film mince (e ? 50 nm) mouillant en ancrage homéotrope ouvrant la voie vers des cellules solaires organiques efficaces, et d’autre part de déterminer l’ensemble des propriétés optiques (indices complexes anisotropes) de ces matériaux cristallins liquides colonnaires. La dynamique du démouillage et l’état d’équilibre d’un film mince ouvert de cristal liquide colonnaire ont également été étudiés. Les résultats expérimentaux révèlent la formation de gouttelettes anisotropes et la présence d’un film nanométrique lors du démouillage de ce film minceThis thesis deals with columnar liquid crystal studied in the geometry of open supported thin films. Columnar liquid crystals are usually made of disk-shaped molecules derived from aromatic dyes. They are efficient charge transporters with the added capacity to self-assemble in large oriented domains. Consequently, such materials may be used in photovoltaic devices. In order to benefit from their good uniaxial charge mobility, their organization has to be controlled in uniform oriented thin films in the range of thicknesses of typically 100 nm. Homeotropic alignment (columns normal to the interface) is required for solar cells whereas uniaxial planar anchoring (columns parallel to the interface) is needed for applications such as polarizers or organic field effect transistor. Different methods to monitor the alignment in open thin films have been developed in this work, which make possible to achieve either homeotropic anchoring by a specific thermal treatment, or uniaxial planar orientation using a Teflon layer. Based on these orientation skills, a uniform ultra-thin film, free of dewetting and homeotropically oriented, is achieved (down to 50 nm thick) opening the way towards efficient solar cells, and a complete study of the optical properties has been performed (with the determination of the anisotropic complex indices) for different columnar liquid crystals. The dynamics of dewetting and the equilibrium state of a thin supported film have also been investigated. Experimental results show the formation of anisotropic droplets and reveal a nanometric film during dewetting
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Wen, Chien-Hui. "High Birefringence and Low Viscosity Liquid Crystals." Doctoral diss., University of Central Florida, 2006. http://digital.library.ucf.edu/cdm/ref/collection/ETD/id/3206.
Full textAbstract:
In this dissertation, liquid crystal (LC) materials and devices are investigated in order to meet the challenges for photonics and displays applications. We have studied three kinds of liquid crystal materials: positive dielectric anisotropic LCs, negative dielectric anisotropic LCs, and dual- frequency LCs. For the positive dielectric anisotropic LCs, we have developed some high birefringence isothiocyanato tolane LC compounds with birefringence ~0.4, and super high birefringence isothiocyanato biphenyl-bistolane LC compounds with birefringence as high as ~0.7. Moreover, we have studied the photostability of several high birefringence LC compounds, mixtures, and LC alignment layers in order to determine the failure mechanism concerning the lifetime of LC devices. Although cyano and isothiocyanato LC compounds have similar absorption peaks, the isothiocyanato compounds are more stable than their cyano counterparts under the same illumination conditions. This ultraviolet-durable performance of isothiocyanato compounds originates from its molecular structure and the delocalized electron distribution. We have investigated the alignment performance of negative dielectric anisotropic LCs in homeotropic (vertical aligned, VA) LC cell. Some (2,3) laterally difluorinated biphenyls, terphenyls and tolanes are selected for this study. Due to the strong repulsive force between LCs and alignment layer, (2,3) laterally difluorinated terphenyls and tolanes do not align well in a VA cell resulting in a poor contrast ratio for the LC panel. We have developed a novel method to suppress the light leakage at dark state. By doping positive [Delta][epsilon] or non-polar LC compounds/mixtures into the host negative LC mixtures, the repulsive force is reduced and the cell exhibits an excellent dark state. In addition, these dopants increase the birefringence and reduce the viscosity of the host LCs which leads to a faster response time. Dual-frequency liquid crystal exhibits a unique feature that its dielectric anisotropy changes from positive to negative when we increase the operating frequency. Submillisecond response time can be achieved by switching the frequency of a biased voltage, rather than switching the voltage at a given frequency. In this dissertation, we investigate the dielectric heating effect of dual-frequency LCs. Because the absorption peak of imaginary dielectric constant occurs at high frequency region (~ MHz), there is a heat generated when the LC cell is operated at a high frequency voltage. To measure the transient temperature change of the LC inside the cell, we have developed a non-contact method by utilizing the temperature-dependent birefringence property of the LC. Most importantly, we have formulated a new dual-frequency LC mixture which greatly reduces the dielectric heating effect while maintaining good physical properties. Another achievement in this thesis is that we have developed a polarization independent phase modulator by using a negative dielectric anisotropic LC gel. With ~20 % of polymer mixed in the LC host, the LC forms polymer network which, in turn, exerts a strong anchoring force to the neighboring LC molecules. As a result, the operating voltage increases but the response time is significantly decreased. On the phase shift point of view, our homeotropic LC gel has ~0.08 [pi] phase shift, which is 2X larger than the previous nano-sized polymer-dispersed liquid crystal droplets. Moreover, it is free from light scattering and requires a lower operating voltage. In conclusion, this dissertation provides solutions to improve the performance of LC devices both in photonics and displays applications. These will have great impacts in defense and display systems such as optical phased array, LCD TVs, projectors, and LCD monitors.Ph.D.
Other
Optics and Photonics
Optics
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Riaud, Antoine Jean-Pierre René. "Etude des potentialités offertes par la synthèse de champs d'ondes acoustiques de surface pour l'actionnement de liquides et la manipulation sans contact." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2016. http://www.theses.fr/2016ECLI0010/document.
Full textAbstract:
Lorsque des ondes acoustiques de surface rayonnent dans des fluides, elles provoquent deux effets non linéaires : la pression de radiation et le streaming acoustique. Ces deux effets ont trouvé un grand nombre d’applications pour la microfluidique digitale, la manipulation sans contact et le tri cellulaire. Néanmoins, ces systèmes se heurtent à deux limites. D’une part, chaque application requiert une onde acoustique spécifique : il n’existe pas de dispositif multifonction à ce jour. D’autre part, l’exploration des fonctionnalités offertes par les ondes de surface les plus simples (ondes planes, ondes focalisées) n’a pas permis de réaliser des pinces sélectives permettant de manipuler individuellement des particules ou cellules indépendamment de leurs voisines.Dans une première partie de la thèse, nous développons deux méthodologies pour synthétiser des champs complexes d’ondes de surface. La première méthode utilise un réseau de 32 peignes interdigités contrôlé par la technique du filtre inverse pour générer des champs sur demande. La seconde résout un problème inverse afin de concevoir un transducteur holographique générant spécifiquement le champ demandé. Dans la seconde partie de la thèse, nous utilisons le filtre inverse pour (i) réaliser un laboratoire sur puce multifonction et (ii) étudier le potentiel d’ondes de surface particulières appelées ondes de surface tourbillonnaires. Ces ondes permettent une manipulation sélective et sans contact d’objets microscopiques. Nous terminons la thèse en équipant un microscope d’un transducteur holographique de vortex acoustiques afin de réaliser une manipulation sélective et sans contact de cellulesWhen surface acoustic waves radiate in nearby fluids, they trigger two nonlinear effects: acoustic radiation pressure and acoustic streaming. These two effects find numerous applications for digital microfluidics, contactless manipulation and biological cell sorting. Nonetheless, these systems face two limitations. On the one hand, each application requires a specific acoustic wave: there is no multifunction device so far. On the other hand, search for functionalities offered by simple surface acoustic waves (plane and focused waves) has failed to provide a selective tweezers able to manipulate individual particles or cells independently of their neighbors. In the first part of this thesis, we develop two methods to synthesize complex surface acoustic wave fields. The first one employs an array of 32 interdigitated transducers controlled by the inverse filter to generate arbitrary fields on demand. The second method solves an inverse problem to design a holographic transducer to generate a predefined field. In the second part of the thesis, we use the inverse filter to (i) implement a multifunction lab on a chip and (ii) investigate the potentialities of a special type of surface acoustic waves called swirling surface waves. These waves enable a selective and contactless manipulation of microscopic objects. We conclude the thesis by integrating a holographic acoustical vortex transducer on a microscope in order to selectively manipulate biological cells without contact
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Agra-Kooijman, Deña Mae G. "Liquid Crystal Alignment and Relaxation Dynamics at Surface Modified Thin Polymer Films." Kent State University / OhioLINK, 2008. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=kent1228148263.
Full text
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Macdonald, Brian Fraser. "Reflection anisotropy spectroscopy and scanning probe microscopy studies with applications to liquid crystal alignment layers." Thesis, University of Edinburgh, 2002. http://hdl.handle.net/1842/11081.
Full textAbstract:
Homogeneous alignment of liquid crystal (LC) molecules is fundamental to the fabrication and optimum operation of LC devices. As a consequence of employing alignment layers with directional properties, the alignment of LC molecules is promoted. The most commonly used technique to fabricate LC alignment layers is by mechanically rubbing polymer films. However, reductions in production costs and further advancements in LC technology are now being hindered by the rubbing technique and so either a new technique or monitoring of the current technique is required. In these studies, a monitor of the rubbing technique and of the potential replacement techniques is demonstrated. By constructing a surface sensitive technique, traditionally used to monitor semiconductor growth, and applying it to alignment layers, the first uses of reflection anisotropy spectroscopy (RAS) to monitor the fabrication of LC alignment layers are presented. This technique, in conjunction with atomic force microscopy (AFM), has been successfully used to study a number of different variables of the rubbing technique and as an in-situ real time monitor of the photoalignment and atomic beam etching techniques. Of these, the etching technique has shown the most potential to replace mechanical rubbing yet it is probably the least understood. An interesting by-product of these alignment layer studies has been the introduction of an extension to the normal RAS technique. By using examples such as doubly rubbed alignment layers, angular dependent RAS (ADRAS) has been shown to be capable of isolating and monitoring optical anisotropy from multiple sources within a single system. To increase understanding of the etching technique, the complex polymer surfaces were replaced by a model system: a Copper single crystal. The complexity of these studies was then increased by the introduction of vicinal surfaces and the adsorption of chiral molecules onto the Cu(110) surface. Both of these changes alter the characteristic spectra but the latter also has potential to allow further uses of ADRAS as the chiral molecule is known to lie at a specific angle to the rows of Copper atoms.
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Wu, Liang. "Modelling liquid crystalline ordering in anisotropic and inhomogeneous fluids : from simple models of rod- and disc-like particles to polypeptides." Thesis, Imperial College London, 2013. http://hdl.handle.net/10044/1/14620.
Full textAbstract:
A liquid crystal (LC) is a substance that exhibits phases intermediate between a crystal and a disordered liquid state. LCs have attracted longstanding research interest because of their potential commercial applications in opto-electronics, pharmaceuticals and surfactants but also because ordered soft matter is prevalent in bio-molecular systems such as DNA and lipid cell membranes. In liquid-crystalline systems, both molecular shape and asymmetric attractive interactions contribute to the formation and ultimate stability of anisotropic phases. The research outlined in this thesis provides a fundamental understanding of these systems by developing theoretical models and undertaking detailed molecular simulation studies. In the first part of this thesis, prototype oblate models for LCs are studied: cut spheres and cylindrical discs. Coupled with a scaled Onsager approach, a general equation of state (EoS) for hard-core discotic LCs is developed that allows for an accurate description of the isotropic and nematic phases of oblate discs by introducing a correction to incorporate the negative contributions from high-order virial coefficients. Combining the above mentioned approach with an extended cell approach, the isotropic-nematic-columnar phase diagram of cut spheres is determined. The accuracy of the EoS is assessed by comparison with the more traditional Parsons-Lee description and existing simulation data. Although the anisotropic athermal hard-body fluid is a reasonable representation of lyotropic or colloidal LCs, for thermotropic LC systems temperature plays a key role. In the second part of this thesis a model of hard-core particles incorporating additional anisotropic attractive interactions is proposed to describe thermotropic LCs. Based on a perturbation theory and the Onsager-Parsons-Lee approach, a van der Waals-type (meanfield level) theory of attractive hard-core particles is formulated in a compact algebraic form. The phase diagrams of model attractive prolate (spherocylinder) and oblate (cylindrical disc) molecules are calculated in order to examine the separate effects of molecular shape and anisotropic attractive interactions. As a practical example, a coarse-grained model comprising an attractive spherocylinder is employed to describe phase behaviour of solutions of the polypeptide poly-(γ-benzyl-L-glutamate) (PBLG) in dimethylformamide (DMF). Quantitative agreement between the results obtained from the EoS and experimental data is obtained. In the final part of the thesis, a detailed Monte Carlo (MC) simulation study of athermal mixtures of hard spherocylinders and hard spheres between two well separated parallel hard walls is performed. A combination of constant volume (canonical ensemble) and constant (normal) pressure (isobaric-isothermal ensemble) simulations are carried out. With these simulations, the bulk phase behaviour as well as surface-induced LC ordering are explored. The phase diagram of binary mixtures of hard spherocylinders and hard spheres is presented and is compared with the predictions of the one-fluid Parsons-Lee and many-fluid theories. Rich phase behaviour is exhibited on the surface of the walls: drying (de-wetting), isotropic wetting, and nematic wetting are all observed. A previously unreported entropy-driven transition from a bulk nematic state to a homeotropic smectic surface ordering (with particles arranged in a perpendicular orientation relative to the surface plane) is seen in for both the pure hard rod system and the mixture of hard rods and hard spheres as the density is increased (high pressure states).
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Lafontaine, Eric. "Résonance magnétique nucléaire haute résolution en milieu cristal liquide cholestérique." Paris 11, 1989. http://www.theses.fr/1989PA112405.
Full textAbstract:
La RMN de molécules dissoutes en milieu cholestérique trouve son intérêt dans l'analyse de molécules chirales en milieu anisotrope. Cette technique n'est cependant pratiquement pas développée de part la difficulté d'obtenir des spectres haute résolution. Ce travail a permis de lever cette difficulté et de doser par rmn des excès énantiomériques en milieu anisotrope. La thèse est divisée en quatre chapitres: 1) les différents types de mésophages sont décrits ainsi que l'ordre moléculaire, et le traitement des interactions rmn anisotropes. 2) des spectres 19f haute résolution en milieu chole stérique de soluté chiraux et non chiraux sont obtenus par ram, analyses et discutes. 3) des phases cholestériques d'anisotropie de susceptibilité magnétique négative s'orientant de manière homogène dans un champ magnétique ont été obtenues. Ces phases permettent d'obtenir des spectres haute résolution ainsi que la visualisation de spectres distincts pour des mélanges d'énantiomères. Les résultats obtenus par rmn 1h, 2h et 19f sont analyses et discutes. 4) dans ce dernier chapitre sont développées des études concernant l'évolution des interactions quadripolaires en fonction de différents paramètres expérimentaux. Un début d'étude systématique est entrepris sur des carbinols monodeuteriex chiraux dans le but de corréler la configuration absolue du centre d'asymétrie et les paramètres rmn. Cette technique permet le dosage d'excès énantiomériques
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He, Kunyun. "Vers la production de 'patchy particles' à base de cristaux liquides." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018PSLET002.
Full textAbstract:
L'un des objectifs majeurs de la recherche contemporaine en science des matériaux est la production d'architectures tridimensionnelles complexes grâce à l'auto-assemblage de briques élémentaires colloïdales. De ce point de vue, le développement de méthodes permettant la production de particules colloïdales capables d'interagir entre elles de façon complexe est donc crucial. Cette thèse décrit une nouvelle stratégie pour produire des particules anisotropes à l’aide de cristaux liquides. Il s’agit de doubles émulsions, où un cristal liquide nématique est confiné à l’intérieur d’une coque sphérique, et dont la géométrie impose la présence de défauts topologiques. Le nombre et la position des défauts déterminent la valence des particules ainsi que la directionalité des futures liaisons entre celles-ci. Dans cette étude, nous fabriquons de telles coques de cristaux liquides de façon contrôlée à la fois vis-à-vis de leur taille et des configurations de défauts. Nous décrivons les méthodes microfluidiques traditionnelles qui permettent de produire des coques de cristaux liquides, et nous en testons les limites de fonctionnement. Nous montrons que ces techniques ne permettent pas de réduire la taille du système à l’échelle colloïdale. Nous présentons un setup microfluidique amélioré, qui nous permet de produire des coques avec une grande distribution de taille et à haute fréquence. En combinant résultats expérimentaux et simulations numériques, nous étudions la possibilité d’induire des transitions entre différentes configurations de défauts, grâce à une modification continue de la géométrie de la coque. Enfin, nous nous intéressons à un cristal liquide chromonique doté d’une grande anisotropie élastique en phase nématique. Nous étudions la manière dont ce nématique exotique répond à l’influence du confinement et de la courbure, et nous explorons les nouvelles symétries qui en émergentOne main goal of modern material science is to produce complex three-dimensional architectures from the self-assembly of pre-designed colloidal building blocks. Developing methods to produce colloidal particles capable to interact in complex ways is crucial in this perspective. This thesis describes a new strategy in which liquid crystals are used for producing anisotropic colloidal particles. These new particles are double emulsions where a nematic liquid crystal is confined to a spherical shell, the geometry of which imposes the presence of topological defects. The number and position of the defects set the valence of the particles as well as the directionality of the eventual bonds between them. Our study aims at fabricating such liquid crystal shells in a controlled way, both in terms of size and defect structure. We describe the standard microfluidic methods used to produce liquid crystal shells and test their operational limits. We show that the standard microfluidic techniques do not allow for scaling the system down to the colloidal scale. We then present a new microfluidic set-up which improves our capability of producing shells in a large range of sizes at high frequencies. Combining experiments and numerical simulations, we study the possibility of inducing transitions between different valence states through a continuous variation of the shell geometry. Finally, we study a lyotropic chromonic liquid crystal, which exhibits a large elastic anisotropy in the nematic phase. We study how this exotic nematic liquid crystal responds to confinement and curvature and investigate the new emerging symmetries
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Saliba, Sarmenio. "Thermotropic and lyotropic liquid crystals for the formation of zinc oxide nanohybrids." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1598/.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans ce manuscrit décrit l'incorporation de matériaux inorganiques à l'intérieur des matrices organiques. Notre ambition était de réussir à hybrider des nanostructures de ZnO avec des matériaux cristal liquides (CL). Ceci a été réalisé en utilisant différentes stratégies, dont le choix dépendait des propriétés finales du matériau. L'objectif était non seulement de réaliser la synthèse et la stabilisation des nanoparticules (NP), mais aussi d'étudier leur organisation dans un milieu cristal liquide. A cette fin, la première approche envisagée a consisté dans la fonctionnalisation des NPs isotropes préformées de ZnO par des ligands CLs thermotropes. Ceci a été rendu possible en utilisant un mécanisme d'échange de ligands. En raison d'un équilibre dynamique à la surface de ZnO, les molécules mésogènes peuvent s'organiser à la surface des NPs, donnant naissance à des hybrides CL/NP possédant des propriétés innovantes. Une seconde approche utilisant des cristaux liquides lyotropes, a ensuite été utilisée pour organiser les NPs. Dans ce cas, les NPs ont été synthétisé directement à l'intérieur des phases lyotropes. La synthèse de ZnO a donc été confinée à des domaines de taille définie. La forme de ces domaines permettant un contrôle direct de l'organisation des NPs. En dehors de l'organisation des NPs, notre objectif a consisté dans l'élaboration des nano-objets anisotropes assistée par des CL. Les molécules thermotropes avec une structure ramifiée se sont révélés être des modèles de croissance remarquable pour des nanocristaux anisotropes de ZnO. Cette croissance anisotrope est en particulier influencée par la taille des molécules CLsThe work presented in this manuscript describes the incorporation of inorganic materials inside organic hosts. Our ambition was to successfully hybridize ZnO nanostructures with liquid crystals. This was achieved using different strategies, the choice of which depended on the desired properties of the final material. The objective was not only the synthesis and stabilization of the nanoparticles within, but also their organization in the LC medium. One approach was the functionalization of preformed ZnO spherical nanoparticles by thermotropic LC ligands. This was made possible using a ligand exchange mechanism. Due to a dynamic equilibrium at the surface of ZnO NPs, the mesogenic molecules could exhibit order at the molecular level, giving rise to novel LC/NP hybrids with enhanced LC properties. The organization of NPs could also be induced by the use of lyotropic liquid crystals. In this case, the NPs were not simply doped into a LC material, but synthesized directly inside the lyotropic phases. The synthesis of ZnO was therefore confined to domains of defined size and shape which can directly control the organization of the nanostructures growing within. Apart from organization of NPs, our constant objective was the fabrication of anisotropic nanoobjects via LC-assisted synthesis. Thermotropic liquid crystals consisting of novel low molecular weight branched mesogens have proved to be remarkable templates for anisotropic growth of ZnO nanocrystals. This anisotropic growth was also found to be influenced by the size of the LC molecules as observed with the fabrication of ZnO inside LC polymers. This work has shown the possibility of integrating inorganic material in LCs providing that the two constituents are able to sufficiently interact with one another