Una superficie muestra colores estructurales cuando la luz es reflejada por elementos estructurales pequeños y regulares en un material transparente. Los investigadores ahora han desarrollado un método para hacer colores estructurales a partir de polímeros a base de celulosa mediante el uso de gotas recubiertas que existen en un fluido circundante, por lo que-llamadas canicas líquidas. El sistema responde fácilmente a los cambios ambientales, lo que lo hace interesante para aplicaciones en sensores de base biológica y elementos fotónicos suaves, según el estudio publicado en la revista Angewandte Chemie .
Los colores estructurales son una forma de colorear un material sin usar un tinte. En cambio, el material transparente genera color a través de la disposición regular de sus moléculas u otros elementos, como se ve, por ejemplo, en las ondas en las escamas de peces de colores ymariposas, o en nanocristales dispuestos a ciertas distancias, como en la piel de los camaleones que cambia de color.
Manos Anyfantakis y sus colegas de la Universidad de Luxemburgo han identificado un medio para controlar el paso, la distancia de un giro helicoidal completo en un polímero, como un elemento estructural en el que puede producirse la reflexión y aparecer los colores estructurales. Los científicos pueden preparar líquido cristalinofases de biopolímeros con tonos que generan colores estructurales, llamadas fases colestéricas, pero estas preparaciones dependen de muchos parámetros y necesitan mucho tiempo para alcanzar el equilibrio.
Ahora, Anyfantakis y sus colegas han descubierto un método más rápido y mejor controlable, utilizando canicas líquidas como plataforma para el autoensamblaje controlado de colores estructurales basados en biopolímeros. Las canicas líquidas son gotas de tamaño milimétrico de soluciones cristalinas líquidas, que están recubiertascon nanopartículas. El recubrimiento protege al líquido de que se mezcle con el fluido exterior, pero aún permite cierta interacción, dependiendo de la naturaleza de ambos líquidos.
En este caso, los científicos prepararon mármoles líquidos a partir de una solución acuosa de hidroxipropilcelulosa, un polímero de celulosa modificado que se orienta en fases colestéricas, recubiertos por nanopartículas de sílice. Estos mármoles líquidos a base de celulosa eran incoloros al principio, pero permitíanque permanecieron durante algún tiempo en un volumen definido de un solvente orgánico provocó lentamente colores brillantes de rojo, verde y azul.
Los colores fueron el resultado de un cambio de concentración en las gotas, descubrieron los autores. El solvente orgánico extrajo lentamente el agua de los mármoles líquidos, lo que hizo que el biopolímero adoptara una forma de cristal adecuada para los colores estructurales. La lentitud y la capacidad de control fueron fundamentales, señalaron los autores, porque "esto da tiempo suficiente para que las moléculas de polímero se ajusten al cambio de concentración, organizándose con un nuevo tono de equilibrio", explicaron.
El método es elegante y simple, y los colores solo dependen del volumen del solvente orgánico. Los científicos también introdujeron estímulos externos como calor, presión o exposición a los químicos y observaron cambios de color característicos, correspondientes a un tono variableEstos cambios fueron reversibles: al volver a aplicar las condiciones normales, las canicas líquidas volvieron a sus colores originales, observaron los autores.
Los autores creen que los mármoles líquidos basados en biopolímeros podrían ofrecer una ruta para sintetizar sensores rentables, ecológicos y sostenibles.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Wiley . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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