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Riou, Ophélie. Matériaux cristaux liquides magnétiques

Riou, Ophélie (2013). Matériaux cristaux liquides magnétiques.

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Résumé en francais

Les élastomères cristaux liquides (ECL) offrent la possibilité d'obtenir des actionneurs, des muscles artificiels et autres senseurs. En effet, ces matériaux combinent les propriétés élastiques des élastomères aux propriétés d'organisation liées au cristal liquide et peuvent ainsi changer de forme sous l'effet de la température. En ajoutant des nanoparticules magnétiques, la matrice ECL offre l'intérêt de répondre à un champ magnétique. Dans cette thèse, le polymère sélectionné est un polysiloxane. Il a une température de transition vitreuse très basse et il est donc très flexible à température ambiante. De plus, il est facile à réticuler. Les nanoparticules choisies sont des nanobâtonnets de cobalt, car leur forme anisotrope permet d'avoir une susceptibilité magnétique élevée. Pour comprendre les mécanismes qui sont en jeu, nous nous intéressons d'abord à l'étude des systèmes non réticulés, c'est-à-dire aux polymères cristaux liquides dopés avec des nanoparticules magnétiques (PCLM), et nous les comparons aux polymères cristaux liquides seuls (PCL). Sur ces polymères une étude structurale poussée a été menée afin d'avoir une analyse des matériaux à diffèrentes échelles. On constate qu'en presence d'une interaction de la matrice cristal liquide avec les nanobâtonnets de cobalt, les mésogènes du PCLM s'orientent mieux sous champ magnétique. Dans le cadre des études magnétiques, on observe que les PCLM présentent des champs coercitifs plus élevés que ceux prevus par la théorie. Ceci est dû au fait que le PCLM est un milieu dilué qui réduit les interactions dipolaires. Ensuite nous avons étudié les systèmes réticulés, et pour ce faire, nous avons mis au point les conditions de synthèse. Les matériaux obtenus sont cristal liquides et ferromagnétiques. Nous souhaitions appliquer le champ magnétique sur le composite et observer sa déformation mécanique. Cependant pour voir un changement de forme du matériau, il faut qu'il soit monodomaine. Ainsi nous avons réalisé des synthèses du composite sous champ magnétique, à température ambiante, pour orienter les mésogènes, ainsi que les nanobâtonnets de cobalt, dans une même direction. Après avoir observé les échantillons, en diffraction des rayons X et en magnétométrie, il apparait que les nanabâtonnets sont bien alignés. Par contre, pour orienter les mesogènes, il apparait qu'il serait préférable de se placer à la température isotrope en appliquant le champ magnétique. Cette étude a validé la faisabilité de réaliser des réseaux élastomères mésomorphes magnétiques et a montré l'apport potentiel du dopage de la matrice cristal liquide par des nanobâtonnets de cobalt.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Soulantika, Katerina
Lonetti, Barbara
Ecole doctorale:Sciences de la matière (SdM)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire des Interactions Moléculaires et Réactivité Chimique et Photochimique (IMRCP), UMR 5623 ; Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-Objets (LPCNO), UMR 5215
Mots-clés libres :Elastomère cristal liquide - Nanoparticules de cobalt - Composite Elastomère/nanoparticules - Polymère cristal liquide - Nanoparticules magnétiques - Matériaux hybride
Sujets :Sciences des matériaux
Déposé le :13 Jan 2015 11:36