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A nematic liquid crystal cell is used in conjunction with a mirror retro-reflector to modulate a low-power laser beam. The object is to determine the feasibility of the combination in transmitting information from a remote sensor without a large energy source at that sensor. Analog modulation does not appear workable, but a digitally-encoded scheme is feasible.

No / Intensive research in bio-engineering has been conducted in the search for flexible biomaterials that could support cell growth and cells attachment. Flexible synthetic materials that support cell growth without the aid of synthetic extracellular matrix proteins are still rare. Cholesteryl liquid crystal containing cholesteryl moieties may have suitable biological affinity. Human keratinocytes (HaCat) were cultured with a nematic liquid crystal and three cholesteryl liquid crystals of different formulation. Subsequently, the trypan blue dye exclusion assay was used to determine cell viability in the liquid crystals. The two classes of liquid crystal were characterized by Differential Scanning Calorimeter (DSC) and polarizing microscope (POM) to understand the nature of the interface material. The cell viability study in medium containing liquid crystals verified that liquid crystals had no effects on cell viability. However, only the surface of cholesteryl liquid crystal has shown affinity to HaCat cells. In addition, cells continued to proliferate in the presence of liquid crystals without a change of medium for eight days. No sign of exothermic and endothermic activities at 370C were observed from the DSC test results for the three samples. Biological and mechanical test result of the cholesteryl liquid crystals has shown that cholesteryl liquid crystals are non toxic and support cell attachment without extracellular matrix protein at very low elasticity.

Les sources d'énergie renouvelable connaissent un essor grandissant. Parmi celles-ci se trouvent les cellules photovoltaïques. Elles ont pour objet la transformation de la lumière en électricité. Les dispositifs actuels, basés sur le silicium, nécessitent des matériaux de très grande pureté et de hautes températures de mise en œuvre, les empêchant de concurrencer les principales sources d’énergie actuelles (fossile, nucléaire). Une alternative pourrait provenir des matériaux semi-conducteurs organiques. En effet, l’utilisation de méthodes de mise en œuvre à partir de solutions pourrait permettre la fabrication de dispositifs flexibles et bon marché. Des résultats encourageants ont été obtenus avec des polymères conjugués et de petites molécules organiques. Les cristaux liquides discotiques CLDs forment une catégorie particulièrement intéressante de matériaux. Ils ont en effet la capacité de s’organiser spontanément en colonnes de molécules, formant des semi-conducteurs à une dimension. Leurs propriétés intéressantes en tant que semi-conducteurs, combinées à une mise en œuvre facile, en font de bons candidats pour de futures applications. Dans ce travail, deux familles complémentaires de matériaux discotiques ont été développées, formant une paire de semi-conducteurs de type n et p. Leurs structures chimiques ont été étudiées en vue d'obtenir des matériaux possédant un ensemble de propriétés choisies afin d’optimiser les paramètres clefs du processus de photo-génération de charges. Ces propriétés sont les suivantes: forte absorption de la lumière dans le visible, fort caractère semi-conducteur de type n ou p, pas de phase cristalline à température ambiante, présence d'une phase cristal liquide colonne, phase isotrope en dessous de 200°C. De plus, les matériaux doivent être accessibles en un nombre minimum d’étapes d’une synthèse efficace, et ce avec un haut niveau de pureté. Ils doivent également être fortement solubles dans les solvants organiques usuels. Cette étude comporte, pour chacune des deux familles de matériaux, le design de leur structure chimique, leur synthèse et la caractérisation de leurs propriétés physiques (thermotropes, optoélectroniques, électrochimiques). Comme possible semi-conducteur de type p, cinq dérivés tétrasubstitués de la phthalocyanine non-métallée ont été synthétisés, donnant un matériau possédant l’ensemble des propriétés recherchées. Comme possible semi-conducteur de type n, six dérivés hexasubstitués de l’hexaazatrinaphthylène ont été étudiés. L’un d’eux possède les propriétés requises. Finalement, les propriétés optoélectroniques et photovoltaïques de mélanges des deux matériaux les plus prometteurs, ensemble ou avec d’autres matériaux, ont été étudiées. Des cellules solaires de rendement maximum de 1 % ont été obtenues pour deux dispositifs de compositions différentes. Ces rendements, bien qu’inférieurs à ceux obtenus précédemment par d’autres groupes (jusqu’à 34 % à ce jour), sont néanmoins révélateurs des potentialités des matériaux organiques, et plus particulièrement des cristaux liquides discotiques, pour de futures applications dans le domaine des dispositifs électroniques.

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Ferroelectric liquid crystals (FLCs) have been investigated as the basis for a new type of liquid crystal display because of their fast switching times. In applications the layer contraction at the smectic A-smectic C transition is a severe problem that leads to buckling of the smectic layers and results in zigzag defects that drastically degrade the optical quality of FLC films. To solve this problem, researchers are focusing on a new class of liquid crystals with minimal smectic layer contraction at the SmA-SmC transition which is referred to as ‘de Vries-like’. In the first part of this thesis, we have developed a rational design strategy based on a concept of frustration between two structural elements, one promoting a SmA phase and another promoting a SmC phase. In this chapter, we show that one can further improve ‘de Vries-like’ properties by substituting the 2-phenylpyrimidine core in our first-generation siloxane-terminated mesogens with one stronger SmC-promoting core. We also address the hydrolytic instability of siloxane-terminated mesogens, by substituting the siloxane with a carbosilane end-group. As a result of this study, we found QL6-6 that forms a SmC phase at room temperature with ‘de Vries-like’ properties that are comparable to those of bona fide ‘de Vries-like’ liquid crystals. Next, the dialkoxy 2-phenyl-1,3,4-thiadiazole core which is a very powerful SmC promoting element was investigated. We prepared the analogue of QL6-6, compound QL13-6, which only forms a SmC phase despite having a chloro-terminated alkyl chain. Making a ‘de Vries-like’ liquid crystal without carbosilane terminal side-chain was also attempted, although ultimately unsuccessful. The terminal group effect on the ‘de Vries-like’ properties was also investigated. We prepared a series of mesogens derived from 2-phenylpyridine core with different end-groups to investigate whether the X-group might interact with the core in a bilayer structure. Finally, we inves¬tigated the effect of mixing ’de Vries-like’ liquid crystals with conventional smectic liquid crystals. We show that binary mix¬tures of ‘de Vries-like’ and conventional SmC meso¬gens with a molecular length ratio of 1.34 undergo a SmA-SmC phase transition with a maximum layer contraction ranging from 1.0 to 1.9% depending on the mixture composition. / Thesis (Ph.D, Chemistry) -- Queen's University, 2013-10-29 13:16:29.768