Figura 1:Fotografías de cristales coloidales esféricos compuestos de partículas finas de sílice o partículas finas de sílice recubiertas con película de Fe - TA con fondos blancos y negros:(a) Un sistema que utiliza partículas finas de sílice con un tamaño de partícula de 200 nm. (b) Un sistema que utiliza partículas finas de sílice con un diámetro de partícula de 250 nm. (c) Un sistema que utiliza partículas finas de sílice con un diámetro de partícula de 300 nm. Crédito:Universidad de Nagoya
En respuesta a la preocupación mundial por los efectos adversos de las sustancias químicas en la salud humana y el medio ambiente, la mayoría de los países desarrollados han restringido legalmente el uso de tintes que contienen metales pesados o compuestos orgánicos cancerígenos; por lo tanto, Reemplazar estos materiales de color con sustancias más seguras es un tema urgente. Motivado por esto, un grupo de investigación de la Universidad de Nagoya ha descubierto que se pueden obtener pigmentos de varios colores combinando partículas finas de sílice (polvo blanco) y un complejo de hierro y ácido tánico (compuesto negro), ambas son sustancias económicas e inofensivas que se utilizan en alimentos y cosméticos. Se espera que los pigmentos sean una alternativa a los materiales de color nocivos convencionales. Este estudio se informó en Química e ingeniería sostenibles de ACS el 8 de agosto 2019.
Algunos pigmentos y tintes usados convencionalmente contienen metales pesados y son cancerígenos, provocando la necesidad de sustituirlos por colorantes más baratos y seguros. En esta investigación, el grupo preparó pigmentos seguros y económicos utilizando partículas finas a base de sílice, que abunda en la tierra, y tanino hierro (Fe-TA), derivado del ácido tánico (TA) y hierro (Fe) obtenido de plantas. Al cambiar el tamaño de las partículas finas compuestas de sílice y tanato de hierro, el color resultante se puede cambiar. Además, la dependencia angular del color resultante se puede reducir cambiando el estado agregado de las partículas. Además, la presencia de TA aumenta la estabilidad mecánica del pigmento y mejora su adhesión al sustrato de vidrio, haciéndolo adecuado para aplicaciones de revestimiento.
El autor principal dice "En nuestra vida diaria, Los pigmentos y tintes que absorben parte del espectro visible y dispersan o transmiten otros colores de la luz son muy utilizados. Sin embargo, el mundo natural contiene no solo pigmentos y tintes de este tipo, sino también materiales estructuralmente coloreados, que muestran colores vivos debido a la interacción de su fina estructura con la luz. Teniendo en cuenta que, no hay duda de que los pigmentos de color estructural, seguros y económicos, introducidos en este estudio serán útiles para la vida diaria ".
Los materiales de color estructural pueden mostrar varios colores según el principio de los tres colores primarios de luz. Además, Se pueden preparar materiales cuyos colores no dependan del ángulo de visión. En el futuro, el grupo espera que la investigación sobre materiales coloreados estructuralmente resulte en el desarrollo de colorantes seguros y económicos.
Figura 2:Un diagrama de colores obtenido al rociar una solución acuosa de FeCl3 (10 mg / mL) sobre la hoja blanquecina a través de una máscara y secar. Crédito:Universidad de Nagoya