Publicação
Sistemas anti-falsificação baseados em materiais bioinspirados derivados de nanocristais de celulose
| Resumo: | A contrafação de produtos impacta negativamente a economia global, refletindo-se num risco para a saúde pública, segurança e perda de receita. Com a crescente complexidade dos produtos falsificados é necessário encontrar métodos anti-falsificação mais seguros e que assentem em recursos sustentáveis, nomeadamente, materiais derivados da celulose, de acordo com os objetivos de desenvolvimento sustentável definidos pela Organização das Nações Unidas. O objetivo desta dissertação baseou-se no desenvolvimento de dispositivos oticamente variáveis (OVDs) ocultos a partir de nanocompósitos de CNCs/hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) assente nas propriedades óticas da celulose nanocristalina (CNC) derivadas do seu comportamento líquido cristalino liotrópico. Estas originam materiais iridescentes, com coloração estrutural (recursos de segurança visíveis) e reflexão/transmissão seletiva de luz circularmente polarizada (recursos de segurança invisíveis). A suspensão aquosa de CNCs utilizada, de origem comercial (CNC-C), possui contra-ião sódio (Na+) e verificou-se a formação de fase líquida cristalina (LC) a partir de 3,0% m/m (domínio bifásico), sendo anisotrópica a partir de 5,5% m/m. O aumento da concentração de CNCs promoveu a diminuição do valor passo da estrutura colestérica, e as membranas produzidas destas suspensões apresentam coloração estrutural na região do UV. Foi adicionada HPMC à suspensão LC de CNC-C em diferentes rácios, e os nanocompósitos sólidos até 20% m/m de HPMC apresentam coloração estrutural desde o ultravioleta ao azul-esverdeado. Quantidades superiores de HPMC parecem inibir a organização colestérica, contudo todas as membranas apresentam birrefringência. Este aditivo origina também um aumento da hidrofobicidade e flexibilidade das membranas. Estes resultados são corroborados por ensaios de dicroísmo circular, MEV e ensaios preliminares de reologia. A presença do grupo metilo e contra-ião de sódio parecem influenciar a auto-organização LC, quando comparado com sistemas de CNCs com outros contra-iões ou derivados da celulose. O comprimento de onda máximo refletido pela estrutura dos nanocompósitos CNCs/HPMC situa se na região UV, possibilitando a sua utilização como sistemas ocultos de anti-contrafação sustentáveis. |
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| Autores principais: | Viana, Jorge Miguel Pereira |
| Assunto: | celulose nanocristalina hidroxipropilmetilcelulose membranas nanocompósitas fase líquida cristalina colestérica sistema oculto anti-contrafação |
| Ano: | 2022 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade Nova de Lisboa |
| Idioma: | português |
| Origem: | Repositório Institucional da UNL |
| Resumo: | A contrafação de produtos impacta negativamente a economia global, refletindo-se num risco para a saúde pública, segurança e perda de receita. Com a crescente complexidade dos produtos falsificados é necessário encontrar métodos anti-falsificação mais seguros e que assentem em recursos sustentáveis, nomeadamente, materiais derivados da celulose, de acordo com os objetivos de desenvolvimento sustentável definidos pela Organização das Nações Unidas. O objetivo desta dissertação baseou-se no desenvolvimento de dispositivos oticamente variáveis (OVDs) ocultos a partir de nanocompósitos de CNCs/hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) assente nas propriedades óticas da celulose nanocristalina (CNC) derivadas do seu comportamento líquido cristalino liotrópico. Estas originam materiais iridescentes, com coloração estrutural (recursos de segurança visíveis) e reflexão/transmissão seletiva de luz circularmente polarizada (recursos de segurança invisíveis). A suspensão aquosa de CNCs utilizada, de origem comercial (CNC-C), possui contra-ião sódio (Na+) e verificou-se a formação de fase líquida cristalina (LC) a partir de 3,0% m/m (domínio bifásico), sendo anisotrópica a partir de 5,5% m/m. O aumento da concentração de CNCs promoveu a diminuição do valor passo da estrutura colestérica, e as membranas produzidas destas suspensões apresentam coloração estrutural na região do UV. Foi adicionada HPMC à suspensão LC de CNC-C em diferentes rácios, e os nanocompósitos sólidos até 20% m/m de HPMC apresentam coloração estrutural desde o ultravioleta ao azul-esverdeado. Quantidades superiores de HPMC parecem inibir a organização colestérica, contudo todas as membranas apresentam birrefringência. Este aditivo origina também um aumento da hidrofobicidade e flexibilidade das membranas. Estes resultados são corroborados por ensaios de dicroísmo circular, MEV e ensaios preliminares de reologia. A presença do grupo metilo e contra-ião de sódio parecem influenciar a auto-organização LC, quando comparado com sistemas de CNCs com outros contra-iões ou derivados da celulose. O comprimento de onda máximo refletido pela estrutura dos nanocompósitos CNCs/HPMC situa se na região UV, possibilitando a sua utilização como sistemas ocultos de anti-contrafação sustentáveis. |
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