De penas de pássaro uma cascas de frutas, o mundo proveniente tem duas maneiras principais de mostrar as cores: por meio substâncias pigmentares que fornecem absorvência seletiva de cor ou cor estrutural – o uso de estruturas microscópicas para controlar a reflexão da luz.

Agora, os cientistas desenvolveram um padrão de computador que explica por que as cores estruturais foscas mais brilhantes da natureza são quase sempre azuis e verdes, porque esses são os limites da cor estrutural dentro do espectro visível da luz.

Além de nos dar uma melhor compreensão de porquê os azuis e verdes mais brilhantes são criados no mundo proveniente, a pesquisa também pode ser importante para o desenvolvimento de tintas e revestimentos vibrantes e ecológicos que não desbotam com o tempo. nem liberam produtos químicos tóxicos.

“Além de sua intensidade e resistência ao desbotamento, uma tinta fosca que usa cores estruturais também seria muito mais ecológica, pois não seriam necessários corantes e pigmentos tóxicos.” diz o físico Gianni Jacucci da Universidade de Cambridge, no Reino unificado.

“No entanto, devemos primeiro entender quais são as limitações para recriar esses tipos de cores antes que as aplicações comerciais sejam possíveis.”

Com a cor estrutural, o quadro em nanoescala na superfície é o que dita a própria cor.

Às vezes, porquê nas penas de pavão, por exemplo, essa cor pode ser iridescente e mudar entre tons de cor em diferentes ângulos e sob diferentes luzes. Eles são produzidos por estruturas cristalinas ordenadas.

Penas de pavão são um exemplo clássico de cor estrutural. (Tj Holowaychuk / Unsplash)

Com outras estruturas, você obtém uma cor fosca que não muda derivada de estruturas desordenadas; na natureza, isso só foi observado na produção de tons de azul e virente. O objetivo do novo estudo era verificar se essa era uma limitação inerente a essas estruturas.

O novo padrão de computador, fundamentado em materiais artificiais chamados de vidros fotônicos, demonstra que o vermelho está realmente além do alcance das técnicas de espalhamento por trás das cores estruturais mate: a região de comprimento de vaga longo do espectro visível não pode ser facilmente refletido pelas técnicas dessas estruturas microscópicas de superfície.

“Por desculpa da interação complexa entre a dissipação única e múltipla, e as contribuições da dissipação correlacionada, descobrimos que além do vermelho, o amarelo e o laranja dificilmente podem ser alcançados.” diz a química Silvia Vignolini, da Universidade de Cambridge.

garganta de ameixa cotinga corAs ameixas têm um azul fosco estrutural vivo. (redabbott / iNaturalist / CC-BY-NC)

Essa deve ser a razão pela qual os vermelhos foscos brilhantes são produzidos com pigmentos naturais, em vez de cores estruturais. A equipa acredita que a evolução da natureza conduziu a diferentes formas de produção de cores vermelhas, devido aos limites das estruturas subjacentes.

Saber mais sobre porquê essas cores estruturais foscas são criadas nos aproximará da produção de tintas sem pigmentos e sem corantes, um passo significativo em materiais ecológicos e duráveis ​​para muitas aplicações.

Ainda assim, ainda está muito longe e parece que uma abordagem dissemelhante será necessária para os vermelhos e laranjas; é provável que outros tipos de nanoestruturas possam dar conta do recado, posteriormente a realização de pesquisas mais detalhadas, mas por enquanto os cientistas em materiais têm os mesmos problemas que o mundo proveniente.

“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 da cor.” diz o químico Lukas Schertel, da Universidade de Cambridge.

A pesquisa foi publicada em PNAS.

Este item foi reescrito, traduzido de uma publicação em inglês. Clique cá para acessar a material original (em inglês)!