Les cristaux liquides sont des états fascinants de la matière qui comblent le fossé entre les liquides et les solides. Ils sont caractérisés par de longues molécules en forme de bâtonnets qui s’alignent dans certaines directions, donnant au liquide un degré d’ordre que l’on ne retrouve pas dans les fluides ordinaires. Cependant, les mécanismes exacts par lesquels cet ordre s’effectue restent un mystère.

Aujourd’hui, une équipe de chercheurs de l’Université de Californie à Berkeley et de l’Université de Californie à Santa Barbara a mené une série d’expériences et de simulations informatiques qui mettent en lumière la façon dont l’ordre apparaît pour la première fois dans les cristaux liquides. Leurs découvertes, publiées aujourd'hui dans la revue Nature Physics, fournissent une image détaillée du processus par lequel ces matériaux passent d'un état désordonné à un état ordonné.

"Nous avons pu montrer que l'ordre des cristaux liquides se produit en une série d'étapes", a déclaré l'auteur principal de l'étude, Daniel Beller, étudiant diplômé au Département de science et d'ingénierie des matériaux de l'UC Berkeley. "Tout d'abord, les molécules forment de petits amas locaux orientés de manière aléatoire. Ensuite, ces amas commencent à fusionner et à s'aligner les uns sur les autres jusqu'à ce que le liquide entier devienne une phase uniforme et ordonnée."

Les chercheurs ont observé ce processus en combinant deux techniques expérimentales différentes :la microscopie optique polarisée et la diffusion des rayons X. La microscopie optique polarisée permet aux chercheurs de visualiser l'orientation des molécules de cristaux liquides, tandis que la diffusion des rayons X fournit des informations sur la structure et la disposition des molécules. En combinant ces deux techniques, les chercheurs ont pu obtenir une image complète du processus de commande.

Les résultats de cette étude fournissent de nouvelles informations sur le comportement fondamental des cristaux liquides et pourraient avoir des implications pour le développement de nouvelles technologies, telles que les écrans à cristaux liquides et les capteurs.

"Comprendre les mécanismes par lesquels l'ordre des cristaux liquides est crucial pour développer de nouveaux matériaux pouvant être utilisés dans diverses applications", a déclaré Nitash Balsara, auteur principal de l'étude et professeur de science et d'ingénierie des matériaux à l'UC Berkeley. "Cette étude constitue une base pour les travaux futurs dans ce domaine et pourrait contribuer au développement de nouvelles technologies basées sur les cristaux liquides."