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Cet ouvrage réunit dans un même cadre conceptuel les structures d'objets nanoscopiques aussi divers que les films toriques construits par des molécules amphiphiles ou des phospholipides et les phases ou fibres torsadées construites par des molécules de cristaux liquides, des polymères ou des macromolécules biologiques. Des objets non seulement divers mais aussi étonnamment complexes dans la mesure où les assemblages de leurs molécules y présentent localement de forts écarts à tout ordre régulier. Ces écarts à l'ordre, ou défauts, jouent un rôle essentiel dans le choix d'une forme d'organisation, le contrôle de sa taille ou de son inclusion dans une séquence hiérarchique. Dans la mesure où les mises en oeuvre des matériaux biologiques dans les organismes sont étroitement reliées à leurs structures et morphologies, l'étude de ces défauts prend là une importance particulière. Les auteurs développent une approche systématique et unifiée des défauts dans ces objets de la matière «molle» ou de la biologie en mettant en oeuvre le concept de frustration imaginé à l'origine pour décrire des systèmes de la matière « dure » présentant une grande variété d'écarts à l'ordre cristallin. Les outils géométriques et topologiques nécessaires à cette mise en oeuvre sont présentés dans le texte à l'aide de nombreuses illustrations faisant largement appel à l'intuition du lecteur, le formalisme rigoureux est néanmoins développé dans des appendices. Cette extension du concept de frustration de la matière « dure » vers la matière « molle » illustre remarquablement son universalité et suggère de nombreux développements. Cet ouvrage, synthèse unique sur un sujet très riche et très actuel, s'adresse aux chercheurs, enseignants et étudiants attentifs au rôle des défauts en matière condensée et biologie structurale.

Supramolecular chemistry. --- Chemistry, Physical and theoretical --- Macromolecules

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This book shows how the concept of geometrical frustration can be used to elucidate the structure and properties of non-periodic materials such as metallic glasses, quasicrystals, amorphous semiconductors and complex liquid crystals. Geometric frustration is introduced through examples and idealized models, leading to a consideration of how the concept can be used to identify ordered and defective regions in real materials. Then it is shown how these principles can also be used to model physical properties of materials, in particular specific volume, melting, the structure factor and the glass transition. Final chapters consider geometric frustration in periodic structures with large cells and quasiperiodic order. Appendices give all necessary background on geometry, symmetry and tilings. The text considers geometrical frustration at different scales in many types of materials and structures, including metals, amorphous solids, liquid crystals, amphiphiles, cholisteric systems, polymers, phospholipid membranes, atomic clusters, and quasicrystals. Of interest to researchers in condensed matter physics, materials science and structural chemistry, as well as mathematics and structural biology.

Statistical physics. --- Condensed matter. --- Materials.

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