Etude des doubles hélices dans des échantillons présentant une phase Nématique twist-bend pour les vitrages intelligents // Study of double helices in samples exhibiting a twist-bend nematic phase for smart glazing

Les cristaux liquides constituent une classe riche de systèmes de matière molle, présentant une grande variété de mésophases aux propriétés structurales et optiques distinctes. Parmi celles-ci, la phase nématique twist-bend a suscité un intérêt considérable en raison de son organisation héliconique à l'échelle nanométrique et de la remarquable diversité des textures de défauts qu'elle présente à l'échelle macroscopique.

La phase nématique twist-bend, prédite théoriquement en 2001 et découverte expérimentalement en 2011, présente des textures de défauts macroscopiques très semblables à celles des phases smectiques A, tout en étant significativement plus riches. Alors que les textures de défauts macroscopiques des phases smectiques se limitent à des domaines à coniques focales ainsi qu'à des hélices simples et doubles, la phase nématique twist-bend présente une variété beaucoup plus large de structures, incluant des stries, des cordes, ainsi que des coniques focales et des doubles hélices.

Le présent travail se concentre sur la texture en doubles hélices, dans le but de comprendre les mécanismes responsables de la formation de ces défauts dans une phase nématique twist-bend. La deuxième partie de la thèse portera sur la création d'un réseau de défauts bien orienté. Dans un troisième temps, un mélange polymère–cristal liquide contenant un photo-initiateur sera préparé, et nous chercherons à reproduire le réseau de doubles hélices précédemment obtenu avec le cristal liquide seul.

Ensuite, une polymérisation induite par UV de la texture en phase nématique twist-bend sera réalisée afin de figer ce réseau. Le passage ultérieur vers la phase nématique permettra de conserver la texture de défauts et de la rendre réversible sous l'effet d'un champ électrique appliqué. Enfin, la quantification du flou optique à travers l'échantillon sous champ appliqué sera étudiée.
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Liquid crystals constitute a rich class of soft matter systems exhibiting a wide variety of mesophases with distinct structural and optical properties. Among these, the twist-bend nematic phase has attracted considerable attention due to its unusual nanoscale heliconical organization and the remarkable diversity of defect textures it exhibits at the macroscopic scale.

The twist-bend nematic phase, theoretically predicted in 2001 and experimentally discovered in 2011, exhibits macroscopic defect textures that are very similar to those of smectic A phases, while being significantly richer. Whereas the macroscopic defect textures of smectic phases are limited to focal conic domains as well as simple and double helices, the twist-bend nematic phase displays a much wider variety of structures, including stripes, ropes, as well as focal conics and double helices.

The present work focuses on the double-helix texture, with the aim of understanding the mechanisms responsible for the formation of these defects in a twist-bend nematic phase. The second part of the thesis will address the creation of a well-oriented defect network. In a third stage, a polymer–liquid crystal mixture containing a photoinitiator will be prepared, and we will attempt to reproduce the double-helix network previously obtained with the liquid crystal alone.

Subsequently, UV-induced polymerization of the twist-bend nematic texture will be carried out in order to fix this network. Transitioning afterward to the nematic phase will make it possible to preserve the defect texture and render it reversible under an applied electric field. Finally, the quantification of optical blur through the sample under an applied field will be investigated.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Concours pour un contrat doctoral

Université de Picardie - Jules Verne

585 Sciences, Technologie, Santé

Master 2 Physique mention bien. Connaissances en physico-chimie appréciées. Connaitre la microscopie optique polarisée Connaissances de LabView, Python.
Master's degree (M2) in Physics with honors. Knowledge of physical chemistry is appreciated. Familiarity with polarized light optical microscopy. Knowledge of LabVIEW and Python.