In risposta alla preoccupazione mondiale per gli effetti negativi delle sostanze chimiche sulla salute umana e sull'ambiente, la maggior parte dei paesi sviluppati ha limitato legalmente l'uso di coloranti contenenti metalli pesanti o composti organici cancerogeni; così, sostituire tali materiali colorati con sostanze più sicure è un problema urgente. Motivato da questo, un gruppo di ricerca dell'Università di Nagoya ha scoperto che si possono ottenere pigmenti di vari colori combinando fini particelle di silice (polvere bianca) e un complesso di ferro e acido tannico (composto nero), entrambe sostanze poco costose e innocue utilizzate per alimenti e cosmetici. I pigmenti dovrebbero essere un'alternativa ai materiali di colore nocivi convenzionali. Questo studio è stato riportato in Chimica e ingegneria sostenibili ACS l'8 agosto 2019.

Alcuni pigmenti e coloranti usati convenzionalmente contengono metalli pesanti e sono cancerogeni, determinando la necessità di sostituirli con coloranti più economici e sicuri. In questa ricerca, il gruppo ha preparato pigmenti sicuri ed economici utilizzando particelle fini a base di silice, che abbonda sulla terra, e ferro tannino (Fe-TA), derivato da acido tannico (TA) e ferro (Fe) ottenuto da piante. Modificando la dimensione delle particelle fini composte da silice e tannato di ferro, il colore risultante può essere cambiato. Inoltre, la dipendenza angolare del colore risultante può essere ridotta modificando lo stato aggregato delle particelle. Inoltre, la presenza di TA aumenta la stabilità meccanica del pigmento e ne migliora l'adesione al substrato vetroso, rendendolo adatto per applicazioni di rivestimento.

L'autore principale dice "Nella nostra vita quotidiana, sono ampiamente utilizzati pigmenti e coloranti che assorbono parte dello spettro visibile e disperdono o trasmettono altri colori della luce. Però, il mondo naturale non contiene solo pigmenti e coloranti di questo tipo, ma anche materiali strutturalmente colorati, che mostrano colori vividi a causa dell'interazione della loro struttura fine con la luce. Considerando che, non c'è dubbio che i pigmenti colorati strutturalmente sicuri ed economici introdotti in questo studio saranno utili per la vita di tutti i giorni".

I materiali strutturalmente colorati possono visualizzare vari colori in base al principio dei tre colori primari della luce. Inoltre, possono essere preparati materiali i cui colori non dipendono dall'angolo di visione. Nel futuro, il gruppo prevede che la ricerca sui materiali strutturalmente colorati porterà allo sviluppo di coloranti sicuri ed economici.