Les matériaux solides cristallisés sont en général anisotropes. Optiquement, ils sont biréfringents. Observés entre polariseurs croisés au microscope, ils donnent lieu à des teintes de polarisation qui permettent d'avoir des informations sur leur structure interne.

Un solide cristallisé se transforme en un liquide isotrope soit par élévation de la température au dessus du point de fusion soit par dissolution dans un solvant approprié.

Par élévation de la température, certains liquides présentent, entre la phase solide et la phase liquide isotrope, une ou plusieurs phases intermédiaires dites mésomorphes. On rencontre ainsi, toujours dans cet ordre mais certaines phases peuvent cependant êtrre absentes, la phase solide, smectique, nématique, le liquide isotrope.

La phase solide est le plus souvent cristallisée avec un ordre de position qui se répète. La phase smectique est caractérisée par un arrangement des molécules en couches dans lesquelles elles présentent un ordre d'orientation. Dans la phase nématique, seul l'ordre d'orientation subsiste.

Le nématique qui sert d'exemple est le p-Méthoxy-benzylidène-butylaniline ou MBBA qui est nématique à la température ambiante.

On retiendra la forme en bâtonnets des molécules.

La transition à la phase liquide isotrope s'effectue par une légère élévation de la température ou par une petite adjonction de toluène.

La phase cristal liquide est biréfringente. Observé entre polariseurs croisés, le nématique rétablit la lumière.

Des zones d'extinction ayant la forme de croix ou de faisceaux apparaissent dont la géométrie traduit la distribution de l'orientation interne des molécules.

La phase nématique (« néma » pour fil) est ainsi appelée par suite de la présence fréquente de défauts : les lignes de disinclinaisons.

Une phase cholestérique correspond à une phase nématique dans laquelle les molécules ont une orientation qui tourne de façon continue quand on passe d'un plan à un autre.

Cette phase peut être obtenue en ajoutant au nématique un composé adapté par exemple ici, du benzoate de cholestérol.

Certains tissus biologiques comme certaines carapaces de crabes présentent une structure cholestérique. Cela se manifeste visuellement par des séries d'arceaux.

L'arrangement hélicoîdal est gauche comme dans la plupart des matériaux biologiques et cholestériques connus.

L'observation est faite ici au microscope à contraste de phase.

Le cristal est observé ici en contraste interférentiel par la méthode Nomarski.

On note de nombreux défauts et disinclinaisons.

Trois zones peuvent être reconnues : les zones à éventail, les ensembles de polygones et les textures à plans.

Les strates sont verticales dans les zones à éventail, obliques pour les polygones et horizontales pour les plans où les stratifications sont moins serrées.

Par un léger écrasement de la préparation entre lame et lamelle, on provoque la transformation d'une texture à plans en champ polygonal.

Les plages à éventail peuvent être également détruites par l'écoulement induit par un léger écrasement.

Elles se reconstituent rapidement.

Le baume du Canada transforme le MBBA en cholestérique.

Les dislocations coins qui apparaissent présentent des points singuliers qui correspondent aux changements de niveaux ou plages à crans.

On observe ici la dynamique des dislocations coins.

D'une manière générale, la cristallisation est associée à l'ordre à grande distance.

Entre la phase solide cristalline et le liquide isotrope, certains matériaux présentent des phases liquides intermédiaires ou mésophases dans lesquelles les molécules ont perdu leur ordre de position mais conservent un ordre d'orientation.

C'est le cas des nématiques dont le MBBA (p-Méthoxy-benzylidène-butylaniline) est l'exemple choisi ici. Il est nématique à la température ambiante et devient liquide isotrope pour une légère élévation de la température.

Par l'adjonction d'un composé approprié (benzoate de cholestérol ou baume du Canada, par exemple) on peut conférer au MBBA les propriétés d'un cholestérique, c'est à dire d'un nématique dont l'orientation des molécules tourrne de façon continue quand on passe d'un plan à un autre.