Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Nagoya imita el rico color del plumaje de las aves y demuestra nuevas formas de controlar cómo la luz interactúa con los materiales.

Los colores brillantes en el mundo natural a menudo son el resultado de pequeñas estructuras en plumas o alas que cambian la forma en que se comporta la luz cuando se refleja. El llamado "color estructural" es responsable de los tonos vívidos de las aves y las mariposas. Aprovechar artificialmente este efecto podría permitirnos diseñar nuevos materiales para aplicaciones como células solares y camuflaje adaptativo tipo camaleón.

Inspirado en la coloración azul profundo de un ave nativa de América del Norte, Jay de Stellar, un equipo de la Universidad de Nagoya reprodujo el color en su laboratorio, dando lugar a un nuevo tipo de pigmento artificial. Este desarrollo se informó en Materiales avanzados .

"Las plumas de arrendajo de Stellar proporcionan un excelente ejemplo de color estructural independiente del ángulo, "dice el último autor Yukikazu Takeoka, "Este color se ve reforzado por materiales oscuros, que en este caso se puede atribuir a partículas negras de melanina en las plumas ".

En la mayoría de los casos, los colores estructurales parecen cambiar cuando se ven desde diferentes perspectivas. Por ejemplo, imagine la forma en que los colores en la parte inferior de un CD parecen cambiar cuando el disco se ve desde un ángulo diferente. La diferencia en el azul de Jay de Stellar es que las estructuras, que interfieren con la luz, sentarse encima de partículas negras que pueden absorber una parte de esta luz. Esto significa que en todos los ángulos, como lo mires, el color del Jay de Stellar no cambia.

El equipo utilizó un enfoque "capa por capa" para construir películas de partículas finas que recreaban la textura microscópica similar a una esponja y las partículas negras de las plumas de las aves.

Para imitar las plumas los investigadores cubrieron partículas microscópicas de núcleo negro con capas de partículas transparentes aún más pequeñas, para hacer partículas parecidas a frambuesas. El tamaño del núcleo y el grosor de las capas controlaban el color y la saturación de los pigmentos resultantes. En tono rimbombante, el color de estas partículas no cambió con el ángulo de visión.

"Nuestro trabajo representa una forma mucho más eficiente de diseñar colores estructurales independientes del ángulo producidos artificialmente, "Agrega Takeoka." Todavía tenemos mucho que aprender de los sistemas biológicos, pero si podemos comprender y aplicar con éxito estos fenómenos, se podrá acceder a toda una gama de nuevos metamateriales para todo tipo de aplicaciones avanzadas en las que las interacciones con la luz sean importantes ".