As cores brilhantes de algumas borboletas, besouros ou pássaros não são devidos à presença de pigmentos que absorvem luz seletivamente, mas devido à chamada coloração estrutural. A coloração estrutural ocorre em superfícies com uma nanoestrutura com dimensões semelhantes às do comprimento de onda da luz incidente (normalmente abaixo do mícron). Essas nanoestruturas ordenadas são conhecidas como cristais fotônicos. Existe um grande interesse em fornecer celulose, o polímero mais abundante na terra, biocompatível e biodegradável, com essas estruturas, que pode oferecer novas funcionalidades ópticas e elétricas.

O estudo publicado hoje em Nature Photonics , liderado pelo Dr. Agustín Mihi do Instituto de Ciência dos Materiais de Barcelona (ICMAB-CSIC), cria pela primeira vez cristais fotônicos e estruturas plasmônicas de um derivado da celulose por meio de sua nanoestruturação com a técnica de litografia suave. Ao nanoestruturar periodicamente o filme de celulose, não é mais transparente e começa a refletir cores intensas, dependendo do padrão com o qual foi moldado.

Com este novo, técnica totalmente escalonável e de baixo custo, alternativa à tradicional automontagem de nanocristais de celulose, uma nanoestrutura reproduzível e de alta qualidade é criada neste polímero em um tempo muito curto, e alcançando uma ampla gama de cores iridescentes, apenas dependendo do tamanho e morfologia das estruturas criadas.

Esses cristais fotônicos podem ser nanoimpressos em diferentes substratos para fornecer propriedades fotônicas em superfícies que não apresentam esta propriedade, como papel, demonstrando o potencial desta tecnologia como tinta fotônica, para aplicações em tecnologia anti-falsificação, embalagem, papel decorativo, rótulos ou sensores, entre outros.

Quando essas estruturas são cobertas por uma fina camada de metal, eles adquirem propriedades plasmônicas enquanto mantêm sua flexibilidade, alcançando cores mais brilhantes. Além disso, dependendo do tipo de derivado de celulose usado, seu grau de biodegradabilidade e solubilidade em água podem ser ajustados. Essas estruturas plasmônicas podem ser utilizadas como sensores descartáveis ​​para emissão Raman ou para aumentar a luz emitida por um corante.