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Um estudo sobre a fase nemática biaxial cromónica em liotrópicos por meio da microscopia de luz polarizada, conoscopia laser e Espalhamento de Raios X em baixos ângulos

Processo: 19/00560-2
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Pesquisador Visitante - Internacional
Vigência: 02 de setembro de 2019 - 28 de novembro de 2019
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Antonio Martins Figueiredo Neto
Beneficiário:Antonio Martins Figueiredo Neto
Pesquisador visitante: Erol Akpinar
Inst. do pesquisador visitante: Abant Izzet Baysal University (AIBU), Turquia
Instituição-sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:16/24531-3 - Propriedades estruturais e biofísicas de lipoproteínas nativa e modificada, AP.TEM
Assunto(s):Cristais líquidos  Fluidos complexos 

Resumo

As fases nemáticas de liotrópicos têm sido amplamente estudadas devido às suas unidades estruturais, "micelas", orientarem seus diretores locais na presença de campos magnéticos. Nos últimos anos, a subclasse de cristais líquidos liotrópicos, os chamados cristais líquidos chromônicos liotrópicos, também tem atraído a atenção dos cientistas intensamente, no entanto, os estudos sobre eles permaneceram limitados. Devido a algumas propriedades desse tipo de fase, é provável que no futuro elas tenham uso em biotecnologia e aplicações tecnológicas ópticas (por exemplo, displays de LCD). Entretanto, os estudos na literatura não revelaram exatamente quais parâmetros químicos (como a adição de sal) afetam a formação de cristais líquidos cromônicos liotrópicos. Como as flutuações orientacionais dos diretores locais das micelas dão origem à formação de diferentes fases nemáticas liotrópicas, em cristais líquidos cromônicos liotrópicos, as fases são formadas pela automontagem de moléculas de corante planar, tipo prancha, em agregados colunares. As flutuações orientacionais que as micelas apresentam, causam a formação de três diferentes fases nemáticas. Uma delas é a fase nemática uniaxial discótica (ND) e a outra a fase calamítica (NC) e a terceira é a fase nemática biaxial (NB). O eixo óptico, ou diretor da fase ND se alinha perpendicularmente à direção do campo magnético, o da fase NC é paralelo ao campo magnético. Um aspecto importante desse tipo de estudo é a determinação dos fatores que afetam a extensão do domínio de fase biaxial.No contexto deste projeto, as moléculas de surfactante com grupos de cabeças iônicas serão utilizadas na preparação de misturas liotrópicas apresentando fases nemáticas uniaxiais e biaxial. Desta forma, é esperado que as micelas tenham superfícies iônicas. As moléculas de corante com carga oposta (sunset yellow) serão ligadas à superfície iónica das micelas e, deste modo, as fases nemáticas liotrópicas uniaxiais e nemáticas cromónicas biaxial poderão ser obtidas pela primeira vez. Com estas novas fases: (a) uma nova área de pesquisa científica e tecnológica com potenciais aplicações ópticas será criada, (b) produziremos novas misturas liotrópicas apresentando as fases nemáticas, com eventuais aplicações tecnológicas, (c) investigaremos como as interações com moléculas de corante nas superfícies das micelas afetam a formação de fases nemáticas biaxial e uniaxiais e, finalmente, (d) o papel das interações corante-surfactante nos sistemas cromônicos liotrópicos será investigado. Para esses propósitos, o brometo de dodeciltrimetilamônio (DTMABr) será usado como as principal molécula de surfactante. O grupo da cabeça desta molécula exibe uma propriedade caotrópica e os contra-ions caotrópicos são favoráveis para serem ligados às superfícies das micelas formadas por DTMABr. Assim, esperamos que moléculas, tais como sunset yellow, incluindo grupos caotrópicos e apresentando fases cromónicas liotrópicas, estarão ligadas às superfícies das micelas. Então, nessas novas fases nemáticas cromônicas biaxiais liotrópicas, as transições de fase uniaxial para biaxial serão determinadas a partir das dependências de temperatura das birrefringências de cada fase via conoscopia a laser. As texturas da nova subclasse de fases dos cristais líquidos liotrópicos serão caracterizadas por microscopia óptica de polarização. O espalhamento de raios X em baixos ângulos será usado para determinar os tamanhos das micelas.Acreditamos que os resultados obtidos no contexto deste projeto conjunto contribuirão para a literatura (i) através da introdução de novas fases nemáticas uniiaxiais e biaxial cromônicas, que podem ter alto potencial de uso em aplicações tecnológicas no futuro, e (ii) ) esclarecendo as discussões, especialmente, sobre as fases nemáticas liotrópicas biaxiais que ainda continuam na literatura. (AU)