MÉSOMORPHE ÉTAT

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Rupture d'ordre de type translationnel

La périodicité tridimensionnelle peut également être rompue par des processus translationnels, qui sont planaires, axiaux ou biaxiaux.

Formation par rupture d'ordre translationnelle

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Formation d'états mésomorphes par rupture d'ordre translationnelle. 

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La translation planaire conduit à un glissement de plans les uns vis-à-vis des autres ; l'organisation des molécules au sein des différents plans est conservée mais il n'existe plus de relations simples entre la position de molécules appartenant à des plans différents. Au sein des matériaux naturels, ces plans de clivage correspondent généralement à des plans de moindre énergie d'interaction comparée à l'énergie d'association des molécules au sein des plans. Les cristaux liquides de type smectique (cf. Cristaux liquides thermotropes) fournissent les exemples les plus nombreux de ce type de rupture d'ordre. Très généralement, l'apparition de désordres de type translationnel est couplée à une mise en rotation des molécules autour de certains de leurs axes. Les ruptures d'ordre rotationnelles et translationnelles sont donc presque toujours intimement mêlées. Il existe 230 groupes d'espace à trois dimensions ; au sein des plans, il ne subsiste que 17 façons différentes d'ordonner les molécules, conduisant à 17 états mésomorphes de symétrie différente.

Les translations axiales conduisent à des états mésomorphes où il existe un axe directeur – l'axe de glissement – et où subsiste un ordre unidimensionnel. Il existe 7 groupes de symétrie à une dimension et donc 7 états mésomorphes qui peuvent théoriquement être mis en évidence.

Enfin, pour les translations biaxiales un désordre supplémentaire est introduit en combinant des processus de désordre translationnel selon deux axes distincts. On obtient ainsi un état mésomorphe où seule une direction d'orientation privilégiée est conservée, mais où la position des centres de gravité des différentes molécules n'appartient à aucune organisation périodique. L'ordre nématique des cristaux liquides thermotropes (cf. Cristaux liquides thermotropes) appartient à cette catégorie ; cependant, dans ce dernier cas, des désordres rotationnels sont toujours présents.

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États désordonnés de la matière

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Formation par rupture d'ordre rotationnelle

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Cristaux thermotropes

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Écrit par :

  • : professeur à l'Ecole supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris (E.S.P.C.I.); directeur du laboratoire de chimie et électrochimie des matériaux moléculaires, E.S.P.C.I.

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Pour citer l’article

Jacques SIMON, « MÉSOMORPHE ÉTAT », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 19 avril 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/etat-mesomorphe/