Structure and optical properties of plant cell wall bioinspired materials: cellulose-lignin multilayer nanocomposites

International audience; Interfacial affinity between lignin model compound (dehydrogenation polymer (DHPI) and cellulose nanocristals (CN) was studied before building a nanocomposite cellulose/lignin in multilayer form by spin-coating method. The adsorption isotherm of DHP was measured by ellipsometry at the liquid/CN film interface and showed that the surface concentration of adsorbed DHP increases with the bulk concentration in solution. The DHP appeared as globular structures on cellulosic film, as observed by AFM. Spreading a dense lignin layer on CN film gave rise to the disappearance of the InfraRed resonance bands related to the DHP aromatics. The film obtained from alternate layers of cellulose/DHP was transparent in visible light and had weak absorption in UV wavelengths. Optical properties measured in the visible wavelength range by ellipsometry and spectrophotometry indicated that beyond six bilayers (cellulose/DHP), the composite exhibits antireflexion properties.; L’affinité interfaciale entre une lignine modèle (dehydrogenopolymères [DHP]) et des nanocristaux de cellulose (CN) a été étudiée avant de construire un nanocomposite cellulose/DHP sous forme de multicouche par la méthode de spin-coating. L’isotherme d’adsorption de DHP, mesuré par ellipsométrie à l’interface liquide/film de CN, a montré que la concentration de surface de DHP adsorbés augmente avec la concentration du DHP en solution. Celui-ci a tendance à former des structures sous forme de globules observés par AFM sur le film cellulosique. Le dépôt d’une couche dense de lignine sur le film cellulosique se traduit par la disparition des bandes de résonance IR spécifiques des cycles aromatiques du DHP. Le film cellulose/DHP en couches alternées est transparent et absorbe légèrement dans l’UV. Au bout de six bicouches déposées, les propriétés optiques mesurées par ellipsométrie et spectrophotométrie montrent que le film possède des propriétés anti-réflexion.