I ricercatori hanno sviluppato un super sottile, non tossico, leggero, rivestimento commestibile ultra-bianco che potrebbe essere utilizzato per realizzare vernici e rivestimenti più brillanti, per l'uso nel cosmetico, industrie alimentari o farmaceutiche.

Il materiale - che è 20 volte più bianco della carta - è realizzato in cellulosa atossica e raggiunge un bianco così brillante imitando la struttura delle scaglie ultrasottili di alcuni tipi di coleottero. I risultati sono riportati sulla rivista Materiale avanzato .

I colori brillanti sono generalmente prodotti utilizzando pigmenti, che assorbono determinate lunghezze d'onda della luce e ne riflettono altre, che i nostri occhi poi percepiscono come colore.

Per apparire come bianco, però, tutte le lunghezze d'onda della luce devono essere riflesse con la stessa efficienza. La maggior parte dei prodotti bianchi disponibili in commercio, come creme solari, cosmetici e vernici - incorporano particelle altamente rifrangenti (di solito biossido di titanio o ossido di zinco) per riflettere la luce in modo efficiente. Questi materiali, pur considerato sicuro, non sono completamente sostenibili o biocompatibili.

In natura, lo scarabeo Cyphochilus, che è originario del sud-est asiatico, produce la sua colorazione ultra bianca non attraverso pigmenti, ma sfruttando la geometria di un fitto reticolo di chitina - molecola che si trova anche nei gusci dei molluschi, gli esoscheletri degli insetti e le pareti cellulari dei funghi. La chitina ha una struttura che disperde la luce in modo estremamente efficiente, con il risultato di rivestimenti ultra bianchi molto sottili e leggeri.

"Il bianco è un tipo molto speciale di colore strutturale, ", ha affermato la coautrice del documento, la dott.ssa Olimpia Onelli, dal Dipartimento di Chimica di Cambridge. "Altri tipi di colore strutturale - ad esempio ali di farfalla o opali - hanno un motivo specifico nella loro struttura che si traduce in colori vivaci, ma per produrre bianco, la struttura deve essere il più casuale possibile."

La squadra di Cambridge, lavorando con ricercatori della Aalto University in Finlandia, imitava la struttura della chitina usando la cellulosa, che non è tossico, abbondante, forte e biocompatibile. Usando piccoli fili di cellulosa, o nanofibrille di cellulosa, sono stati in grado di ottenere lo stesso effetto ultra-bianco in una membrana flessibile.

Utilizzando una combinazione di nanofibrille di vari diametri, i ricercatori sono stati in grado di regolare l'opacità, e quindi il candore, del materiale finale. Le membrane realizzate con le fibre più sottili erano più trasparenti, mentre l'aggiunta di fibre medie e spesse ha portato a una membrana più opaca. In questo modo, i ricercatori sono stati in grado di mettere a punto la geometria delle nanofibrille in modo che riflettessero la maggior parte della luce.

"Questi materiali a base di cellulosa hanno una struttura che è quasi come gli spaghetti, ecco come riescono a diffondere così bene la luce, " ha affermato l'autore senior, la dott.ssa Silvia Vignolini, anche dal Dipartimento di Chimica di Cambridge. "Dobbiamo ottenere il giusto mix:non vogliamo che sia troppo uniforme, e non vogliamo che crolli".

Come le scaglie di scarabeo, le membrane di cellulosa sono estremamente sottili:appena pochi milionesimi di metro di spessore, anche se i ricercatori affermano che potrebbero essere prodotte anche membrane più sottili ottimizzando ulteriormente il loro processo di fabbricazione. Le membrane diffondono la luce da 20 a 30 volte in modo più efficiente della carta, e potrebbe essere utilizzato per produrre materiali bianchi efficienti, luminosi, sostenibili e biocompatibili di nuova generazione.