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Cellulose based systems can have many applications, and some of them include the production of systems with structural colours. Structural colours occur due to the interaction of light with micro and nanostructures. It is present in nature; it can be seen in different patterns in animals and plants. Structural colouration can be obtained from biocompatible and ecological materials, those materials are good candidates for the replacement of fuel-based materials. Cellulose is a green material that can develop structural colours, when it is obtained from liquid crystalline (LC) phases. In this work an eco-friendly cholesteric liquid crystalline system was investigated. The system consists in a cellulose derivative (hydroxypropyl cellulose) mixed with water in the presence of acetic acid. The obtained solutions for a range of acetic acid concentrations showed vivid iridescent colours, that change in time due to mechanisms of diffusion and evaporation of water and acetic acid. A polar- izing optical microscope (POM) equipped with circularly polarizer was used to study the system. Pre- liminary rheological studies were performed using a cone and plate geometry to investigate the liquid crystalline solutions. Solid films obtained from the lyotropic phase by casting and shear casting tech- niques were investigated by scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), circular dichroism (CD) and Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR). Depending on the initial concentration of the LC solutions and the deposition conditions, the solid films show a “zigzag” tracery at the micro/nano scale along the cross-section, which was attributed to the LC elasticity associ- ated to the shear conditions and evaporation of the solvent. This work has relevant implications, not only for the understanding of cellulose-based structures that can also be found in nature, but for applications in sensors and optical devices, the obtained mate- rials are also good candidates to replace inorganic pigments in synthetic dyes. Os sistemas à base de celulose podem ter várias aplicações, em alguns destes sistemas observam- se cores estruturais. As cores estruturais ocorrem devido à interação da luz com micro e nano estruturas. Estão pre- sentes na natureza e podem ser vistas em diferentes padrões em animais e plantas. A coloração estrutural pode ser obtida a partir de materiais biocompatíveis e ecológicos, estes materiais são bons candidatos para substituição do uso de materiais à base de combustíveis fósseis. A celulose é um material ecológico que consegue desenvolver cores estruturais, quando é preparado a partir de fases líquido-cristalinas (LC). Neste trabalho, investigou-se um sistema colestérico líquido-cristalino amigo do ambiente, que consiste num derivado de celulose (hidroxipropilcelulose) misturado com água na presença de ácido acético. As soluções obtidas para uma gama de concentrações de ácido acético mostraram cores vívidas e iridescentes, que mudam com o tempo devido a mecanismos de difusão e evaporação da água e do ácido acético. Um microscópio de luz polarizada (POM) equipado com um sistema de lentes de luz circular e linearmente polarizada foi utilizado para estudar o sistema. Realizaram-se estudos reológicos preliminares usando geometria de cone e prato para investigar as soluções liquido-cristalinas. Estuda- ram-se filmes sólidos obtidos a partir da fase liotrópica por deposição e com aplicação de cisalhamento usando a microscopia ótica de varrimento eletrónico (SEM), microscopia de força atómica (AFM), di- croísmo circular (CD) e espetroscopia de infravermelhos por transformada de Fourier (ATR-FTIR). Nas amostras de filmes sólidos observaram-se estruturas rendilhadas em “zigzag”, que aparecem na seção transversal para determinadas concentrações e condições de cisalhamento. Este trabalho é implicações importantes, não só para a compreensão das estruturas à base de ce- lulose que podem ser encontradas na natureza, mas também para aplicações em sensores e dispositivos óticos, os materiais obtidos podem também substituir pigmentos inorgânicos e tóxicos que estão pre- sentes nas tintas sintéticas. |
