Uma foto de flores semelhantes ao arco-íris, pintado com tintas supraball feitas de cinco tamanhos diferentes de nanopartículas de melanina sintética core-shell. Crédito:Ming Xiao, Universidade de Akron
Uma equipe internacional de pesquisadores criou uma nova forma de colorir materiais manufaturados. Em seu artigo publicado na revista Avanços da Ciência , o grupo descreve como criaram a nova técnica de coloração e por que acreditam que ela oferece benefícios em relação aos métodos convencionais.
Pesquisas anteriores mostraram que existem duas maneiras básicas de produzir cor em um material. Uma é usar materiais que tenham moléculas capazes de absorver luz, a outra é usar materiais que fazem com que a luz se espalhe de maneiras desejadas usando nanoestruturas. Cientistas de materiais descobriram que o uso de estruturas para criar cores tem muitas vantagens sobre aquelas que requerem absorção, mas fazê-los dessa forma é um desafio. Neste novo esforço, os pesquisadores relatam que desenvolveram uma técnica que supera esses desafios, permitindo a produção de materiais coloridos de forma rápida, simples e escalonável.
A nova técnica foi inspirada nas penas de pato e peru. A equipe criou pequenas bolas de melanina e as cobriu com sílica para criar estruturas semelhantes às encontradas nas penas das aves. Pesquisas anteriores mostraram que o espaçamento entre as bolas de melanina produz cores diferentes. O revestimento de sílica transparente serve a esse propósito, forçando as bolas a se afastarem ou se aproximarem. A distância é determinada pela espessura do revestimento - um grosso força as bolas a se separarem, enquanto o oposto os aproxima. Interessantemente, observado sob um microscópio, eles são todos pretos. Só quando são vistos de uma distância normal é que a cor emerge. A equipe observa que alterar o tamanho das bolas não tem impacto na cor produzida.
A equipe chama o resultado de seu esforço de "supraballs". Depois de criá-los e ver como funcionavam, eles os estudaram mais para entender o que estava acontecendo. Eles descobriram que os núcleos eram altamente refrativos, enquanto as cascas tinham um baixo índice de refração, que serviu para aumentar a refletância, resultando em cores mais brilhantes. Eles observam que supraballs podem ser adicionados diretamente à tinta ou materiais de base de plástico para criar as cores desejadas e sugerem que também podem ser úteis para tintas e produtos cosméticos.
Cada coluna representa supraballs feitos de tamanhos diferentes de nanopartículas de melanina sintética de núcleo-casca. (A) Imagens de microscópio eletrônico de varredura (MEV) de morfologias suprabais inteiras. (B) Imagens SEM de alta resolução das superfícies superiores de supraballs. (C) Imagens de microscópio eletrônico de transmissão em seção transversal da estrutura interna de supraballs. Barras de escala, (A) 2 micrômetros, (B) 500 nanômetros e (C) 500 nanômetros. Crédito:Xiao et al., Sci. Adv. 2017; 3:e1701151
2017 Phys.org