J. Physique Lett. 46, 499-505 (1985)
DOI: 10.1051/jphyslet:019850046011049900

Pseudo-lamellar ordering in uniaxial and biaxial lyotropic nematics : a synchrotron X-ray diffraction experiment

A.M. Figueiredo Neto, Y. Galerne, A.M. Levelut et L. Liebert

Laboratoire de Physique des Solides, Université de Paris-Sud, Bât. 510, 91405 Orsay Cedex, France

Abstract
Synchrotron X-ray measurements are performed in both uniaxial (discotic and calamitic) and biaxial nematic lyomesophases of the mixture K-laurate, 1-decanol and D2O. A first-order band and a second-order band with spacing ratio 1 : 2 characteristic of a pseudo-lamellar structure are observed in the three nematic phases. The X-ray diffraction results are interpreted in terms of the orientational fluctuations of intrinsically biaxial correlation volumes. It is argued that the calamitic and discotic phases are not built up of cylindric-like and disk-like micelles, but of aggregates of statistically biaxial shape, similar in the three nematic phases. The only change at the uniaxial-biaxial nematic transitions is the long-range order.

Résumé
Des mesures sont réalisées aux rayons X du synchrotron de LURE sur les phases lyotropes nématiques, uniaxes (discotiques et calamitiques) et biaxes, d'un mélange de laurate de potassium, 1-décanol et D2O. Dans les trois phases, on observe le premier et le second ordre d'une bande de diffraction caractéristique d'une structure pseudo-lamellaire. Les clichés de diffraction X sont interprétés en termes de fluctuations orientationnelles de volumes de corrélations intrinsèquement biaxes. On en déduit que les phases calamitiques et discotiques ne sont pas composées de micelles cylindriques (ou en forme de disques), mais d'agrégats de forme statistiquement biaxe, semblable dans les trois phases nématiques. Seul l'ordre à longue distance change aux transitions nématiques uniaxes-biaxes.

PACS
6130E - Experimental determinations of smectic, nematic, cholesteric, and lyotropic structures.
6130G - Orientational order of liquid crystals in electric and magnetic fields.
6470M - Transitions in liquid crystals.

Key words
discotic liquid crystals -- liquid crystal phase transformations -- long range order -- molecular orientation -- nematic liquid crystals -- organic compounds -- X ray diffraction examination of liquids -- uniaxial lyotropic nematics -- pseudolamellar structure -- calamitic phases -- K laurate 1 decanol D sub 2 O mixture -- biaxial lyotropic nematics -- synchrotron X ray diffraction experiment -- nematic lyomesophases -- orientational fluctuations -- biaxial correlation volumes -- discotic phases -- uniaxial biaxial nematic transitions -- long range order