p Muito fino, Filmes à prova de riscos podem gerar um arco-íris de cores usando nanoestruturas metálicas aleatórias. p As cores deslumbrantes das penas do pavão surgem da interação física da luz com nanoestruturas biológicas. Os pesquisadores descobriram como explorar esse artifício natural conhecido como coloração estrutural em uma tecnologia de impressão em grande escala que produz revestimentos leves e ultra-resistentes em qualquer cor desejável.

p Os pesquisadores rotineiramente produzem estruturas fotônicas para influenciar o comportamento da luz em aplicações como comunicações de fibra óptica. Muitos grupos usaram a tecnologia fotônica para gerar novas formas de cores estruturais artificiais que aproveitam todo o espectro de luz visível.

p Tirar essa tecnologia do laboratório é um desafio, Contudo, porque as nanoestruturas fotônicas são frequentemente frágeis e difíceis de produzir em quantidades práticas.

p Andrea Fratalocchi, do programa de engenharia elétrica da Universidade, e colegas da Harvard University e da ETH Zurich usaram técnicas de química úmida para ajudar a superar as dificuldades de aumentar a escala das cores fotônicas. Inspirado nas penas nanoporosas do pássaro cotinga de garganta ameixa, a abordagem da equipe começou pulverizando uma liga à base de platina-alumínio em uma superfície-alvo. Então, um processo denominado desalibragem dissolve a maior parte do alumínio e faz com que o metal remanescente se reorganize em uma rede irregular com nanoporos abertos.

p Próximo, os pesquisadores depositaram uma camada ultrafina de safira protetora na rede de metal para proteger a superfície e modificar a maneira como a luz interage com os nanoporos fotônicos. Surpreendentemente, leves mudanças na espessura da safira de 7 para 53 nanômetros produziram mudanças de cor notáveis ​​- o filme inicialmente transparente passou por transições graduais para amarelo, laranja, tons de vermelho e azul.

p "O controle dessas cores é experimentalmente muito simples e usa tecnologias de revestimento baratas e de fácil implementação, "disse Fratalocchi." No entanto, entender como as complexas interações luz-matéria geram cores levou meses de trabalho. "

p As simulações de alto nível da equipe determinaram que a geração de cores começa quando a luz atinge o metal e gera entidades semelhantes a ondas conhecidas como plasmons de superfície. À medida que os plasmons interagem com os poros distribuídos aleatoriamente, eles ficam presos e as modulações no índice de refração do revestimento produzem regiões épsilon quase zero nos nanoporos, onde as ondas se propagam extremamente lentamente. Adicionar o filme de safira causou reflexos adicionais das ondas presas, que criou um fluxo de cor saturada por meio de efeitos de ressonância.

p Fratalocchi observou que a forma como as cores são formadas nessa estrutura pode abrir caminho para nanomateriais "programáveis" para muitas aplicações.

p "Imagine um arranhão em um carro que pode ser repintado com um material extremamente fino sem outros procedimentos caros, ou leve, maneira sem manutenção de revestir aviões, "afirmou." Esta tecnologia pode ser uma verdadeira revolução. "