This research explores the concept of mimicking structural colour in nature as an alternative to traditional textile coloration techniques. In particular, the research focuses on certain species of buttery and beetle. Structural colours originate from the physical interaction of light with nanoscale structures. Firstly, this study explores the use of thin, multilayer films to aid designing and producing bi-component interference fibres, exhibiting structural colour similar to that of the Morpho buttery. In the textiles industry, a bicomponent fibre called the Morphotex® fibre has been produced. This fibre replicates the structure observed on the surface of the wings of the Morpho buttery, responsible for achieving the distinctive iridescent blue. The project aims to replicate and extend on previously implemented biomimetic structures on textiles. Secondly, this project investigates ways in which Cholesteric Liquid Crystals(CLC) can be printed onto a range of textile substrates using k-bar coating and inkjet printing methods, to exhibit structural colour similar to that of the Chrysina Gloriosa beetle. CLCs produce a wide colour gamut and provide angular colour effects that would be a welcome addition to the 'toolbox' of a textile designer. In this study, solvent based ink formulations containing CLCs are applied to pre-treated textile substrates, using a piezoelectric inkjet printer. Different ink formulations, with varying concentrations of nematic liquid crystal and chiral dopant, are investigated to create a range of coloured films. This research determines whether fibre content, fabric structure, thread density, film thickness and surface treatments have an impact on the colour perceived by the observer.

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Thermal behavior and molecular packing of a series of £\-helical poly(L-glutamates), with n-alkyl side chain of various lengths (m(number of carbons in the alkyl group) = 1, 2, 6, 12,18), were studied by means of differential scanning calorimetry, polarizing light microscopy and X-ray diffraction. For polymers of m = 1 and 2, There is a pseudohexagonal structure below ca. 130 oC and above this temperature the stable phase is the hexagonal columnar phase. There exists a layered structure in the polymer of m = 6, as well as a solvent induced hexagonal columnar structure which formed during solution casting process. In the polymer of m = 12, a layered structure was formed in the temperature range between 20 to 255 oC. However, for longer side chain, m = 18, tendency of crystallization of alkyl long side chain forced the backbone to pack into layer structure. There are two distinct melting temperature at ca. 60 oC, and the enthalpy are ca. 53 and 19 J/g, which corresponding to the melting of hexagonal and monoclinic side chain crystallines. The polymers with longer side chain (m = 6, 12 and 18) tend to be lyotropic liquid crystalline phase within lamellar inter-rod distance of 1.25 nm in solution state, and the structure will remain after drying. However, the inter-rod distance will collapse at the temperature above ca. 200 ¢J and will not recover after cooling.

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L'objectif de cette thèse est de fabriquer différents dispositifs optiques basés sur la structuration des cristaux liquides. Nous avons tout d'abord présenté différentes méthodes pour aligner les molécules de cristaux liquides et détaillé celles que nous avons utilisées au cours de ce travail. L'alignement et certaines propriétés physiques des cristaux liquides ont permis de fabriquer des dispositifs optiques. Ces dispositifs se divisent généralement en trois catégories : les filtres optiques, les modulateurs spatiaux et les guides d'ondes optiques. Ils sont présents dans divers secteurs et particulièrement dans le domaine des télécommunications. La structure des cristaux liquides cholestériques a une biréfringence périodique qui donne lieu à une réflexion sélective de la polarisation circulaire de la lumière. Nous avons tiré profit de cette propriété en fabricant un miroir de Bragg commutable. Ce miroir nous a permis de fabriquer un filtre de Fabry-Pérot commutable et accordable. Un réseau de polymère a été utilisé pour stabiliser le cristal liquide cholestérique, afin d'apporter résistance mécanique et durabilité aux champs électriques. Les cristaux liquides ferroélectriques présentent des propriétés électro-optiques efficaces, en particulier un temps de réponse élevé. Cette propriété a été exploitée pour fabriquer des obturateurs optiques pour lunettes 3D actives basées sur des cristaux liquides ferroélectriques. Malgré un temps de réponse élevé, les cristaux liquides ferroélectriques présentent certains défauts structurels. Nous avons proposé une nouvelle technique pour pallier ces défauts. Enfin, nous avons fabriqué des guides d'ondes gravés dans le polymère à cristaux liquides. Nous avons fabriqué ce polymère à cristaux liquides de manière à obtenir deux phases de cristal liquide différentes : isotrope et anisotrope, sur le même substrat. Le substrat a ensuite été gravé afin de créer un séparateur de polarisation séparant le mode TE et TM dans les deux branches du guide.

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