CH649574A5 - Cristal liquide cholesterique du type reentrant, et dispositif de detection de temperature le comprenant. - Google Patents
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Description
L'invention remédie à cet inconvénient.
Le cristal liquide selon l'invention contient au moins un 65 cristal cholestérique. Il est caractérisé en ce qu'il contient en outre un deuxième cristal liquide nématique réentrant.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le cristal liquide nématique réentrant répond à la formule générale:
RI
reoo - çy -xcn dans laquelle:
R = CnH2n +1 OU CnH2n +10 OU CnH2n +1COO avec n comprise ntre 2 et 10:
R' = HouCH3
et où X est un radical organique tel que:
CH=N
CH„
3 649 574
CH=CH
Cs=C
COO
suivant d'autres caractéristiques de l'invention le cristal li-5 quide cholestérique est:
- soit un ester de cholestérol tel qu'un alkyl carboxylate, un chlorure ou un carbonate;
- soit un corps de formule:
CH3 fH—j-CH- CH2 - CH. - CH2 - CH _ CH.
R"
I
CH
CH.
où R" est un alkyl à n atomes de carbone (n compris entre 1 et allant de 0 à 1, le constituant C ayant la désignation suivante: 10); C: 4 décanoate de cholestéryle.
- soit un dérivé du cyanobiphényle tel que le corps de for- 20 On constate que pour un rapport x compris entre 5 et mule générale: 20%, par exemple, on observe au moins une phase cholestéri que N» encadrée par deux phases smectiques (Sa), selon le schéma:
Tj T2 T3
25 solide —► S^ —* N* —► Sa —^ N# —* I
R
-0-0-
CN
où R est un alkyl, un alkoxy ou un alkylcarbonate.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit et des figures qui l'accompagnent, parmi lesquelles:
- la figure 1 représente un diagramme de phase de nématique réentrant, qui est un mélange à composition variable de deux constituants;
- la figure 2 est un diagramme analogue dans le cas d'un cristal liquide selon l'invention;
- la figure 3 est un schéma d'un dispositif d'utilisation d'un cristal liquide selon l'invention.
Pour illustrer les propriétés d'un mélange de cristaux liquides du type «nématique réentrant» on a représenté, à la figure 1, un diagramme de phase isobare donnant en fonction du rapport B/A de deux constituants de ce type, les températures de transition en degrés Celsius (à partir de 70 °C) des différentes phases. Les constituants sont:
A: le 4-octyloxybenzoyloxy 4' cyanostylbène;
B: le nonanoate de p-hydroxy benzoyloxy cyano-stylbène.
On voit qu'entre les phases K (solide cristallin) et I (liquide isotrope) on trouve au moins deux phases N (nématique) encadrant une phase Sa (smectique A).
Pans le cas de l'invention, on a représenté de façon analogue à la figure 2, le diagramme de phase isobare d'un cristal liquide obtenu en mélangeant un cristal liquide cholestérique C avec le cristal liquide A déjà cité, dans un rapport:
x=C/A
où Tb T2, T3 sont les températures de transition entre mésophases.
Sur la figure 3, on a représenté, en coupe schématique, une 3o partie d'un dispositif de déetetion de température, ayant la structure suivante:
Un cristal liquide 2 conforme à l'invention est enserré entre une lame 1 transparente et une lame 2, absorbant la lumière.
La lame 1 est par exemple une feuille de polyester.
La lame 3 est par exemple une feuille de plastique contenant une charge importante de poudre de carbone (noir de fumée).
Un rayonnement lumineux 4 donne une lumière réfléchie 5 dans laquelle certaines longueurs d'onde sont absorbées sélectivement, en fonction de la température, ce qui provoque des changements de coloration permettant de détecter les variations de température.
Or, avec un cristal liquide selon l'invention, on observe une inversion de l'ordre de succession des couleurs. En effet, les longueurs d'onde réfléchies augmentent avec la température. Le dispositif réfléchit donc une lumière rouge lorsque la température augmente.
Ceci constitue un avantage de l'invention, car il est plus conforme aux habitudes des usagers de voir signaler une température trop élevée par un voyant rouge, plutôt que par un voyant bleu.
35
40
45
50
C
1 feuille dessins
Claims (8)
1. Cristal liquide contenant au moins un premier corps dont les molécules ont une structure chirale, caractérisé en ce qu'il contient en outre un deuxième corps nématique réentrant.
2. Cristal liquide selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cristal liquide nématique réentrant répond à la formule générale:
r c ° ° ■ 1%y ■x c n dans laquelle:
R=CnH2n+1 ou CnH2n+iO ou CnH2n+iCOO avec n compris entre 2 et 10
R'=HouCH3
et X est un radical organique du groupe comprenant les radicaux suivants:
CH=N 5 CH=CH
C=C
COO.
2
REVENDICATIONS
3. Cristal liquide selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le premier cristal liquide est un ester de io cholestérol.
4. Cristal liquide selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ester de cholestérol est un alkyl carbonate, un chlorure ou un carbonate.
5. Cristal liquide selon l'une des revendications 1 et 2, ca-15 ractérisé en ce que le premier corps est un corps de formule:
où R" est un alkyl à n atomes de carbone, n'étant compris en- 25 solide-nématique-smectique-nématique-liquide isotrope tre 1 et 10. en fonction de températures croissantes.
6. Cristal liquide selon l'une des revendications 1 et 2, ca- On connaît, d'autre part, des cristaux liquides cholestéri-ractérisé en ce que le premier corps est un dérivé cholestérique ques comportant des corps dont la molécule a une structure du cyanobiphényle. dite «chirale», s'étendant sensiblement dans un plan, mais
7. Cristal liquide selon la revendication 2, caractérisé en ce 30 avec des élongations très différentes suivant des directions que le premier corps est le 4 décanoate de cholestéryle et le partant de la région centrale de la molécule. Leurs propriétés deuxième corps est le 4 octyloxybenzoyloxy 4' cyanostylbène. optiques sont variables en fonction de la température et peu-
8. Dispositif de détection de température comprenant un vent être utilisées pour la détection de température.
cristal liquide selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit cristal liquide est inséré entre une lame 35 L'invention concerne une nouvelle famille de cristaux li-transparente et une lame absorbant la lumière. quides cholestériques de type réentrant. Un premier but de l'invention consiste à élargir le groupe des cristaux liquides utilisables pour la détection de température. Un deuxième objet de l'invention vise à l'obtention de nouvelles possibilités en
On connaît des cristaux liquides appelés «mésogènes réen- 40 matière d'indication colorimétrique dans diverses gammes de trants». Ils présentent au moins trois mésophases dont ime température.
mésophase d'un premier type encadrant une mésophase d'un Si l'on considère, en effet, un cristal liquide cholestérique deuxième type. C'est le cas des nématiques «réentrants» pré- connu, par exemple un ester de cholestérol de formule: sentant la succession de phases suivantes:
où R représente un radical de corps simple ou composé, la mésophase cholestérique présente un arrangement en plans parallèles, d'une part, et d'autre part en colonnes, où les molécules chirales des différents plans sont disposées selon un arrangement hélicoïdal. En effet, les directions d'élongations maximales des molécules de plans successifs tournent d'angles sensiblement proportionnels à la distance qui sépare deux plans successifs. Le pas de l'hélice ainsi formé dépend de la composition de la substance et de la température.
On constate, en lumière réfléchie, des changements de coloration dûs au fait que la longueur d'onde lumineuse moyenne réfléchie est liée au pas de l'hélice, donc, pour un cristal liquide donné, à la température du milieu.
Or, dans les dispositifs utilisant des cholestériques connus, une élévation de température fait évoluer la coloration de la lumière réfléchie du rouge vers le bleu. Ceci constitue un inconvénient, car on souhaiterait pourtant qu'un dispositif so ayant pour but d'alerter d'usager sur le dépassement d'une certaine température, le passage au rouge (et non au bleu) constitue le signal d'alarme.
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