Los colores se producen de varias maneras. Los colores más conocidos son los pigmentos. Sin embargo, los colores muy brillantes de la tarántula azul o las plumas de pavo real no son el resultado de pigmentos, sino de nanoestructuras que hacen que las ondas de luz reflejadas se superpongan.produce efectos de color extraordinariamente dinámicos. Los científicos del Instituto de Tecnología de Karlsruhe KIT, en cooperación con colegas internacionales, ahora han logrado replicar nanoestructuras que generan el mismo color independientemente del ángulo de visión.
A diferencia de los pigmentos, los colores estructurales no son tóxicos, son más vibrantes y duraderos. Sin embargo, en la producción industrial tienen el inconveniente de ser fuertemente iridiscentes, lo que significa que el color percibido depende del ángulo de visión. Un ejemplo es elparte posterior de un CD. Por lo tanto, tales colores no pueden usarse para todas las aplicaciones. Los colores brillantes de los animales, por el contrario, a menudo son independientes del ángulo de visión. Las plumas del martín pescador siempre aparecen azules, sin importar desde qué ángulo miremos.La razón radica en las nanoestructuras: si bien las estructuras regulares son iridiscentes, las estructuras amorfas o irregulares siempre producen el mismo color. Sin embargo, la industria solo puede producir nanoestructuras regulares de una manera económicamente eficiente.
Radwanul Hasan Siddique, investigador de KIT en colaboración con científicos de EE. UU. Y Bélgica, ha descubierto que la tarántula azul no exhibe iridiscencia a pesar de las estructuras periódicas en sus pelos. Primero, su estudio reveló que los pelos son de varias capas,estructura similar a una flor. Luego, los investigadores analizaron su comportamiento de reflexión con la ayuda de simulaciones por computadora. Paralelamente, construyeron modelos de estas estructuras utilizando impresoras nano-3D y optimizaron los modelos con la ayuda de las simulaciones. Al final, ellosprodujo una estructura similar a una flor que genera el mismo color en un ángulo de visión de 160 grados. Este es el ángulo de visión más grande de cualquier color estructural sintético alcanzado hasta ahora.
Además de la estructura multicapa y la simetría rotacional, es la estructura jerárquica de micro a nano que garantiza una intensidad de reflexión homogénea y evita los cambios de color.
A través del tamaño de la "flor", el color resultante se puede ajustar, lo que hace que este método de coloración sea interesante para la industria. "Este podría ser un primer paso clave hacia un futuro en el que los colorantes estructurales reemplacen los pigmentos tóxicos utilizados actualmente en textiles,las industrias de envasado y cosmética ", dice Radwanul Hasan Siddique del Instituto de Tecnología de Microestructura de KIT, que ahora trabaja en el Instituto de Tecnología de California. Considera factible la aplicación a corto plazo en la industria textil.
El Dr. Hendrik Hölscher cree que la escalabilidad de la impresión nano-3D es el mayor desafío en el camino hacia el uso industrial. Solo unas pocas empresas en el mundo pueden producir tales impresiones. Sin embargo, en su opinión, el rápido desarrollo en este campociertamente resolverá este problema en el futuro cercano.
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Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Karlsruhe . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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