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Liquid crystals (LCs) have been studied for over 100 years and are part of our daily lives. They are mostly used in emulsions or dispersed along a polymeric matrix. However, the interface resulting from the binary mixture of amphiphilic molecules and LCs, or the use of surfactants in the PDLC, have various applica tions like in gas-sensors, thermometers, etc. Currently, computational ap proaches can be used in order to rationalize the physical-chemical properties of the interface and the main interactions between an amphiphilic molecule and a LC. Molecular Dynamics simulations were used to study at an atomic level the interface between an ionic liquid (IL) and a LC. Through these simulations it was possible to replicate the bulk of the nematic phase of LCs 5CB and 8CB, and the bulk of the IL [BMIM][DCA]. The mixture of 5CB and water was successfully simulated as well. This work allowed to conclude that the main interactions acting in the LC - IL interface are π-π stacking, hydrophobic interactions and electrostatic interac tions between dipoles, however all these have different impacts, and all depend on the ratio between the various components of the interface. In this mixture, the most relevant interaction to obtain a planar arrangement are π-π interactions or dipole interactions with the imidazolium rings and cyano moieties of 5CB. And that water plays a crucial role in the anchoring forces of the LC to the IL and in the ordering of 5CB. The obtained results will allow to rationalize responses of the LC-IL system to various VOC's and transfer this knowledge to other binary LC – amphiphilic/surfactant systems. Cristais líquidos têm sido estudados por mais de 100 anos e hoje fazem parte da nossa vida quotidiana. São usados maioritariamente em emulsões ou dispersos numa matriz polimérica. Porém a interface resultante da mistura biná ria de cristais líquidos e líquidos iónicos, ou então do uso de surfactantes em PDLC têm várias aplicações, como por exemplo em sensores de gases, termómetros, etc. Atualmente métodos computacionais são utilizados de forma a racionalizar as características físico-químicas da interface e as principais interações entre uma molécula anfifílica e um cristal líquido. Dinâmicas moleculares foram utilizadas de modo a estudar a interface a um nível atómico a interface entre um Cristal Líquido e um Líquido Iónico. Através dessas simulações foi possível o estudo do bulk da fase nemática do 5CB e 8CB, as simulações permitiram imitar o bulk do [BMIM][DCA]. E a mistura de 5CB com água foi simulada com sucesso também. Este trabalho permitiu conclui que a principal interação que age na interface entre cristais líquidos e líquidos iónicos são acoplamentos π-π, interações hidro fóbicas e atrações electroestáticas, contudo todas têm diferentes impactos e tudo depende da razão existente entre os vários componentes da interface. Na mistura de LC-IL, a interação mais relevante para obter um arranjo planar são as interações π-π ou as interações existentes entre os dipolos na ligação ciano do 5CB com os anéis de imidazole do IL. E que a água apresenta um papel crucial no desenrolar da organização molecular. Com estes resultados é possível racionalizar resposta aos vários VOC’s e transportar este conhecimento para outros sistemas binários de cristais líquidose moléculas anfifílicas/surfactantes. |
