Understanding the self-assembly process of cellulose nanocrystals : towards chiral photonic materials
Notice bibliographique
Résumé
Over millions of years, animals and plants have evolved complex molecules, macromolecules, and structures that endow them with vibrant colors. Among the sources of natural coloration, structural color arises from the interaction of light with nanoscale features rather than absorption from a pigment. Cellulose nanocrystals (CNCs) are materials derived from biorenewable resources that form a chiral nematic liquid crystal phase in water. Interestingly, the chiral nematic structures are maintained in solid films of CNCs obtained by drying the liquid crystalline phase. The self-assembly process of CNC building blocks is a complex topic that is not entirely understood; thus, further investigation of the self-assembly process will be crucial in developing tunable and colorful films. CNC films were prepared and the self-assembly process was investigated by varying the evaporation times for a drying CNC suspension. CNC films with reflected colors spanning the visible range were prepared by controlling the evaporation time, with the most blue-shifted reflection emerging from films formed with the slowest evaporation rates. An intermediate stage of self-assembly occurring before kinetic arrest helps explain the discrepancies in chiral nematic order of films prepared at different evaporation times. Local restriction of evaporation resulted in a patterned film with tunable optical properties. These thin film materials, although brittle, represent a system with localized control of the chiral nematic structures. The development of mechanically responsive photonic materials based on CNCs was made possible with the incorporation of elastomers. Elastomers containing a chiral nematic arrangement of CNCs inside were prepared and the resulting material showed reversible visible color upon mechanical stimulation. This material exhibits colors spanning the visible spectrum depending on the amount of stretching. CNCs are an exciting building block that can be applied to sustainable material development. To develop unique photonic materials for different applications, the intricacies of the self-assembly process must be further investigated. Specifically, the aim of this thesis is to study the chiral nematic organization of CNCs, starting from a suspension into a solid and colorful material. Photonic materials based on CNCs are attractive for applications in sensing and privacy but could also serve in decorations and coatings.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».