Sistemas anti-falsificação baseados em materiais bioinspirados derivados de nanocristais de celulose

• Autor(a) principal: Viana, Jorge Miguel Pereira
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10362/145993
• topic: celulose nanocristalina; hidroxipropilmetilcelulose; membranas nanocompósitas; fase líquida cristalina colestérica; sistema oculto; anti-contrafação; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia dos Materiais

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.