Os pesquisadores mostraram por que intensa, cores vermelhas puras na natureza são produzidas principalmente por pigmentos, em vez da cor estrutural que produz tons de azul e verde brilhantes.

Os pesquisadores, da Universidade de Cambridge, usou um experimento numérico para determinar os limites da cor estrutural mate - um fenômeno que é responsável por algumas das cores mais intensas da natureza - e descobriu que ela se estende apenas até o azul e o verde no espectro visível. Os resultados, publicado em PNAS , pode ser útil no desenvolvimento de tintas não tóxicas ou revestimentos com cores intensas que nunca desbotam.

Cor estrutural, que é visto em algumas penas de pássaros, asas de borboletas ou insetos, não é causado por pigmentos ou corantes, mas apenas a estrutura interna. A aparência da cor, seja fosco ou iridescente, vai dependendo de como as estruturas estão dispostas em nanoescala.

Ordenado, ou cristalino, estruturas resultam em cores iridescentes, que mudam quando vistos de ângulos diferentes. Desordenado, ou correlacionado, estruturas resultam em cores mate independentes de ângulo, que parecem iguais de qualquer ângulo de visão. Uma vez que a cor estrutural não desbota, essas cores mate independentes de ângulo seriam altamente úteis para aplicações como tintas ou revestimentos, onde efeitos metálicos não são desejados.

"Além de sua intensidade e resistência ao desbotamento, uma tinta fosca que usa cor estrutural também seria muito mais ecológica, já que tintas e pigmentos tóxicos não seriam necessários, "disse o primeiro autor Gianni Jacucci do Departamento de Química de Cambridge." No entanto, primeiro precisamos entender quais são as limitações para recriar esses tipos de cores antes que qualquer aplicação comercial seja possível. "

"A maioria dos exemplos de cores estruturais na natureza são iridescentes - até agora, exemplos de cores estruturais mate de ocorrência natural só existem em tons de azul ou verde, "disse o co-autor Lukas Schertel." Quando tentamos recriar artificialmente a cor estrutural fosca para vermelhos ou laranjas, acabamos com um resultado de baixa qualidade, tanto em termos de saturação quanto de pureza de cor. "

Os pesquisadores, que estão baseados no laboratório da Dra. Silvia Vignolini, usaram modelagem numérica para determinar as limitações de criação de saturados, cor estrutural vermelha pura e mate.

Os pesquisadores modelaram a resposta óptica e a aparência da cor das nanoestruturas, como encontrado no mundo natural. Eles descobriram que saturado, cores mate estruturais não podem ser recriadas na região vermelha do espectro visível, o que pode explicar a ausência dessas tonalidades nos sistemas naturais.

"Por causa da interação complexa entre espalhamento único e espalhamento múltiplo, e contribuições de espalhamento correlacionado, descobrimos que além do vermelho, amarelo e laranja também dificilmente podem ser alcançados, "disse Vignolini.

Apesar das limitações aparentes da cor estrutural, os pesquisadores dizem que isso pode ser superado usando outro tipo de nanoestruturas, como estruturas de rede ou estruturas hierárquicas em várias camadas, embora esses sistemas não sejam totalmente compreendidos ainda.