Unir aisément des agrégats métalliques et des cristaux liquides
Les cristaux liquides sont constitués de molécules dans un état intermédiaire entre en solide cristallin et un liquide isotrope (amorphe). Ils sont très utilisés dans les afficheurs, mais sont progressivement remplacés par des diodes électroluminescentes organiques (OLED) qui consomment moins d'énergie. On peut aller plus loin en remplaçant les composés organiques luminescents, amorphes, par des matériaux phosphorescents minéraux et stables, ayant des propriétés de cristaux liquides. Les cristaux liquides sont faciles à traiter et sont capables de s'auto-assembler pour former de grandes surfaces. Le premier rapport mentionnant des cristaux liquides contenant des agrégats de métaux de transition (clustomésogènes) a été publié il n'y a que quelques années, et l'intérêt soulevé par le domaine a progressé très vite. Le projet LH-NAN-LC (Luminescent hybrid nanomaterial showing liquid crystalline properties), financé par l'UE, s'est attaché à intégrer dans une matrice de cristaux liquides un émetteur minéral puissant dans le proche infrarouge. Les scientifiques ont choisi des agrégats octaédriques nanométriques de molybdène ou de rhénium, à cause de leur excellente luminescence. Ils sont préparés via une chimie à l'état solide, mais une fois solubilisés et fonctionnalisés avec les molécules organiques adéquates, ils peuvent conduire à de nanomatériaux mixtes capables d'auto-assemblage. Les clustomésogènes sont en général préparés en greffant des promoteurs mésogéniques à la surface de composés minéraux, ou en remplaçant des contre-cations minéraux par des équivalents organiques fonctionnels portant des promoteurs de type cristal liquide. Les chercheurs de LH-NAN-LC ont mis au point une autre méthode, simple et innovante, qui exploite des interactions électrostatiques et la formation de complexes hôte-invité. Ils ont démontré son utilisé dans la conception rationnelle de structures en vue d'obtenir les propriétés voulues avec une nouvelle catégorie de cristaux liquides. L'équipe a utilisé diverses techniques sophistiquées, et confirmé la production de cristaux liquides mixtes luminescents, de type nématique ou discotique. Les cristaux liquides en phase nématique sont les plus intéressants pour les utilisations pratiques, aussi les matériaux mixtes de LH-NAN-LC ont un bel avenir dans les systèmes requérant une émission stable dans l'infrarouge proche ou lointain. La conception et la synthèse basée sur les connaissances promettent de faciliter le développement de clustomésogènes pour de nouvelles utilisations en optique, électronique, biologie, énergie et médecine.
Mots‑clés
Agrégats métalliques, cristaux liquides, clustomésogènes, cristal liquide, nanomatériaux mixtes
