p Algumas das criaturas de cores mais vibrantes do reino animal não devem suas cores incríveis ao pigmento. Em vez de, eles se cobrem com estruturas microscópicas que ajustam a maneira como refletem a luz. p Agora, esses animais estão inspirando uma nova geração de nanotecnologia.

p Entender por que essas estruturas ocorrem na natureza, e como podemos aprender a usá-los, inspirou a Iniciativa de Pesquisa BioInspiration Hallmark da Universidade de Melbourne; um projeto que pega princípios que sustentam os sistemas biológicos e os aplica criativamente à tecnologia e ao design.

p De besouros a novas tecnologias

p Professor Devi Stuart-Fox, pesquisador da School of BioSciences da University of Melbourne, atualmente está investigando o mundo das cores no reino animal.

p "Posso te dar um exemplo?" ela pergunta, apontando para uma coleção de besouros de casca brilhante na mesa à sua frente.

p "Temos muitos besouros que são tão brilhantes e metálicos que são quase espelhados e a pergunta é 'por quê?'"

p Dentro da BioInspiration Initiative, O professor Stuart-Fox está colaborando com a professora Ann Roberts, da Escola de Física da Universidade, que está trabalhando na fabricação de cores estruturais para aplicações tecnológicas, como monitores mais compactos e câmeras de alta resolução.

p Aspectos da cor

p "Quando você pensa em objetos coloridos, geralmente você pensa em cores que são baseadas em pigmentos ou corantes, "Professor Roberts explica.

p "Nesses materiais, os diferentes comprimentos de onda serão absorvidos seletivamente e os outros serão refletidos de volta, e isso é o que percebemos como sendo colorido. "

p A cor estrutural é mais matizada.

p Ao cobrir um material com matrizes de nanoestruturas, é possível ajustar a superfície de um material para comprimentos de onda de luz específicos.

p Ajustar o tamanho e a forma dessas estruturas significa que os cientistas podem alterar as partes do espectro visível com as quais uma superfície interage.

p Eles podem ajustar com precisão quais comprimentos de onda são refletidos, criando cores ultra-puras, bem como quais comprimentos de onda são transmitidos, tornando a superfície transparente para selecionar cores ou polarizações de luz.

p Um novo mundo de cores

p Comparado aos pigmentos, cores estruturais desbloqueiam um mundo de possibilidades.

p "Existem todos esses efeitos ópticos que você obtém com a cor estrutural que você não obtém com as cores baseadas em pigmentos, "Professor Stuart-Fox explica.

p A cor estrutural permite efeitos como iridescência, onde uma superfície muda de cor dependendo do ângulo de visão.

p Você pode ver isso na plumagem dos beija-flores. Este mesmo efeito é responsável pelos reflexos das cores do arco-íris que você vê na parte inferior de CDs e DVDs, e a pintura perolada que muda de cor nos carros.

p O dilema da complexidade

p O quebra-cabeça para biólogos como o professor Stuart-Fox é descobrir por que os animais estão usando cores tão complexas. Com alguns besouros, a estrutura de sua concha cria um efeito de espelho.

p "Uma ideia é que eles são tão brilhantes que refletem a vegetação circundante, então é camuflagem. Mesmo que pareçam se destacar como um polegar dolorido, realmente funciona, " ela diz.

p "A explicação alternativa é que pássaros e outros animais podem facilmente distinguir esses objetos brilhantes, mas eles os evitam - eles pensam 'isso não é comida'. Mas nenhuma dessas idéias foi testada. "

p O professor Stuart-Fox está montando um grande experimento colocando centenas de réplicas de besouros em florestas tropicais e ambientes abertos para tentar distinguir entre as teorias de camuflagem e evitação.

p Ela também está executando uma tarefa de busca visual que mostra pessoas usando rastreadores móveis para ver a eficácia da camuflagem dos besouros contra os humanos.

p Natureza inspirando novas tecnologias

p Enquanto os biólogos observam os benefícios evolutivos da cor estrutural, físicos como o professor Roberts estão descobrindo maneiras de aproveitar os efeitos estruturais para aplicações tecnológicas.

p Uma maneira de criar cores estruturais no laboratório é esculpir padrões em um material usando elétrons em um processo chamado litografia por feixe de elétrons.

p Mas isso pode ser demorado e caro, e só pode ser usado em pequenas partes do material.

p "Na verdade, estamos trabalhando para desenvolver uma abordagem mais escalonável, "diz o professor Roberts.

p Seu trabalho envolve a produção de moldes reutilizáveis ​​que estampam a estrutura em plásticos macios, que é muito mais eficiente na cobertura de grandes superfícies do que a litografia por feixe de elétrons. Também simplifica significativamente o processo de coloração.

p Se olharmos para a impressão em cores padrão, requer camadas de várias tintas diferentes, É por isso que as impressoras a jato de tinta têm vários cartuchos coloridos. Mas a cor estrutural pode alcançar o mesmo resultado com uma única estampa.

p E, ao contrário de sua contraparte baseada em pigmentos, a cor estrutural não desbota com o tempo.

p O futuro da cor

p Embora a cor estrutural possa ter usos estéticos, A pesquisa do professor Roberts está olhando para aplicações mais valiosas da tecnologia, que poderia permitir a produção de câmeras de resolução mais alta, bem como telas ultrafinas de televisão e smartphones.

p Para conseguir coisas como maior resolução, precisamos diminuir os pixels desses dispositivos.

p Pixels usam minúsculo vermelho, filtros verdes e azuis para produzir as cores que vemos em nossas telas. Então, o tamanho do pixel é fundamentalmente limitado pelo tamanho dos filtros de cores que você pode produzir.

p Os filtros baseados em pigmentos nos dispositivos atuais geralmente têm alguns micrômetros de espessura. Mas com a cor estrutural, O professor Roberts pode criar filtros que são cerca de dez vezes mais finos, movendo-se para a escala nanométrica. Pixels menores permitem resoluções mais altas e tecnologia mais compacta.

p Sua pesquisa recente envolve a integração de um filtro de cor estrutural diretamente em um chip de silício.

p "Os filtros que produzem vermelho-verde-azul são, então, parte integrante do dispositivo real, você não está usando um grande filtro à base de corante que você coloca em cima dele, " ela diz.

p Isso não só permite que ela faça filtros menores, também evita as dificuldades de fabricação associadas ao alinhamento dos filtros de pigmento com pixels na escala micro.

p O professor Stuart-Fox diz que a utilidade da cor estrutural está em sua diversidade.

p "Estruturas biológicas tendem a ser complexas, mas eles usam alguns blocos básicos de construção, " ela diz.

p “Agora que temos capacidade para fabricar estruturas e materiais mais complexos, temos mais capacidade de recorrer à biologia como fonte de inspiração. "