An improved directional growth apparatus for liquid crystals: applications to thermotropic and lyotropic systems

(Received 23 April 1993, accepted 15 June 1993)

Abstract
We have built a directional growth apparatus adapted for the study of thermotropic or lyotropic liquid crystals. This cell allows us to work under inert gas, to orient the sample from outside with respect to the temperature gradient, and to measure the front temperature within 0.1 °C. Three applications are described. The first deals with the growth of a monocrystal of pivalic acid when the easy growth axis makes an angle with the heat flow direction. The second experiment is concerned with the fast growth of a discotic liquid crystal and the measurement of the molecular attachment kinetic coefficient at the interface between the columnar hexagonal mesophase and the isotropic liquid. A dynamical anchoring transition between domains of planar and homeotropic orientation will be also described. The last example focuses on the growth of a hexagonal phase of a water-surfactant binary mixture and the first observation of the Mullins-Sekerka instability in a lyotropic system.

Résumé
Nous avons construit une cellule de croissance directionnelle adaptée à l'étude des cristaux liquides thermotropes ou lyotropes. Cette cellule permet de travailler en atmosphère inerte, d'orienter l'échantillon de l'extérieur par rapport au gradient de température, et de mesurer la température du front à 0.1 °C près. Trois exemples d'application sont décrits. Le premier porte sur la croissance d'un monocristal d'acide pivalique quand l'axe de croissance facile des cellules fait un angle avec la direction du flux de chaleur. La seconde expérience porte sur la croissance rapide d'un cristal liquide discotique et la mesure du coefficient cinétique d'attachement moléculaire à l'interface entre la mésophase colonnaire hexagonale et le liquide isotrope. Une transition d'ancrage dynamique entre des domaines d'orientations planaire et homéotrope sera également décrite. Le dernier exemple porte sur la croissance d'une phase hexagonale d'un mélange binaire eau-surfactant et la première observation de l'instabilité de Mullins-Sekerka dans un système lyotrope.