Depashis Chanda, profesor del Centro de Tecnología de Nanociencia de la UCLA, se inspiró en las mariposas para crear la primera alternativa multicolor, a gran escala y respetuosa con el medio ambiente a los colorantes a base de colorantes, que puede contribuir a los esfuerzos de ahorro de energía y ayudar a frenar el calentamiento

“La gama de colores y formas en el mundo natural es asombrosa, desde coloridas flores, pájaros y mariposas hasta criaturas submarinas como peces y cefalópodos”, dijo Chanda.

«El color estructural sirve como mecanismo principal para la generación de color en muchas especies muy brillantes donde la disposición geométrica de una sustancia normalmente incolora produce todos los colores. Por otro lado, con un pigmento artificial, se necesitan nuevas moléculas para cada color presente. ”

Sobre la base de estas inspiraciones vitales, el equipo de investigación de Chanda ha creado un recubrimiento plasmónico, que utiliza la disposición nanoestructurada de materiales incoloros (aluminio y óxido de aluminio) en lugar de pigmentos para crear los colores.

Mientras que los colorantes de pigmento controlan la absorción de luz en función de la propiedad electrónica del material de pigmento y, por lo tanto, cada color requiere una nueva molécula, los colorantes estructurales controlan la forma en que la luz se refleja, dispersa o absorbe en función de la disposición geométrica de las nanoestructuras.

Estos colores estructurales son amigables con el medio ambiente porque usan solo metales y óxidos, a diferencia de los colores actuales basados ​​en pigmentos que usan moléculas sintéticas.

Los investigadores combinaron sus chips de color estructural con un aglutinante comercial para formar pinturas duraderas de todos los colores.

“El color natural se desvanece porque el tinte pierde su capacidad de absorber fotones”, dice Chanda. «Aquí, no estamos limitados a este fenómeno. Una vez que pintamos algo con un color estructural, debería permanecer durante siglos».

Además, debido a que el recubrimiento plasmónico refleja todo el espectro infrarrojo, el recubrimiento absorbe menos calor, lo que hace que la superficie subyacente se mantenga entre 25 y 30 grados Fahrenheit más fría que si estuviera cubierta con un recubrimiento comercial estándar, dijo el investigador.

«Más del 10 por ciento de toda la electricidad en los Estados Unidos se destina al aire acondicionado», dijo Chanda. «La diferencia en las promesas de recubrimiento plasmónico de temperaturas conducirá a un ahorro de energía significativo. Usar menos electricidad para enfriar también reduciría las emisiones de dióxido de carbono y reduciría el calentamiento global».

El recubrimiento plasmónico es muy liviano, agregó Chanda. Esto se debe a la gran relación área-grosor del revestimiento, con una coloración completa lograda con un grosor de solo 150 nanómetros, lo que lo convierte en el revestimiento más ligero del mundo.

La pintura es tan liviana que solo se necesitan alrededor de 3 libras de pintura plasmónica para cubrir un Boeing 747, que generalmente requiere más de 1,000 libras de pintura convencional, estima Chanda.

Chanda dice que su interés en el color estructural surge de la vivacidad de las mariposas: «Cuando era niño, siempre quise construir una mariposa. El color me intriga».

Los próximos pasos para el proyecto incluyen una mayor exploración de los aspectos de ahorro de energía del recubrimiento para mejorar su idoneidad como recubrimiento comercial.

«La pintura de pigmento tradicional se fabrica en grandes instalaciones donde pueden producir cientos de galones de pintura», dice. “Por el momento, a menos que pasemos por el proceso de escalado, la producción en un laboratorio académico sigue siendo costosa”, dijo Chanda.

«Necesitamos traer algo diferente como la no toxicidad, un efecto refrescante y muy liviano a la mesa que otras pinturas tradicionales simplemente no pueden».

trabajo de investigación –Revestimiento de color estructural ligero Plasonic‘- fue publicado en la revista Avances de la ciencia.