In natura, i colori giocano un ruolo fondamentale in comportamenti come l'impollinazione, segnalazione per l'accoppiamento e la difesa dai predatori. I colori sono anche un fattore importante nella ricerca scientifica che può fornire la base per nuove applicazioni di stampa e anticontraffazione.

È in questa applicazione che i ricercatori del programma sui polimeri dell'Università di Akron (UA) stanno esplorando. Dottorandi in Scienze dei polimeri Mario Echeverri e Anvay Patil, e il dottor Ali Dhinojwala, H.A. Morton Professore di Scienza dei Polimeri, insieme ai ricercatori della Northwestern University e della Ghent University in Belgio, autore di un articolo di ricerca, "Stampa di un'ampia gamma di colori strutturali saturi utilizzando miscele binarie, Con Applicazioni in Anticontraffazione, " recentemente pubblicato sulla rivista dell'American Chemical Society Materiali applicati e interfacce .

Esplorazione dei colori strutturali

I colori strutturali sono colori che si riflettono quando le superfici microscopiche interferiscono con la luce visibile. Sul pavone, Per esempio, le penne della coda hanno pigmento marrone, o melanina, ma la loro struttura microscopica li fa riflettere i colori abbaglianti che di solito vediamo nei pavoni:blu, verde e turchese.

Le attuali tecnologie di stampa impiegano colori pigmentari composti da metalli tossici o pigmenti a base organica che sono suscettibili di degradazione e sbiadimento nel tempo. Gli scienziati hanno utilizzato una tecnica versatile per modificare le superfici del substrato che consente loro di stampare i colori su una varietà di superfici, inclusi metalli, plastica, Di legno, carte e tessuti.

Nel loro studio, i ricercatori hanno proposto la stampa a colori strutturale utilizzando semplicemente miscele binarie di particelle per produrre un'ampia gamma di colori strutturali saturi. Essenzialmente, mescolando particelle di diverse dimensioni come sabbia (silice) e melanina (un mimetico sintetico) in quantità diverse, i ricercatori sono stati in grado di produrre colori vivaci, che vanno dal blu al rosso, che sono simili a ciò che le persone possono osservare nelle piume degli uccelli.

I ricercatori hanno dimostrato che la visibilità dei colori può essere modificata cambiando il colore della superficie di fondo, una proprietà altamente desiderabile per le applicazioni anticontraffazione.

Secondo i ricercatori, la metodologia rivoluziona l'attuale tecnologia di stampa consentendo loro di stampare brillantemente, colori a lunga durata e che non sbiadiscono, che era solo una concezione ad un certo punto nel tempo. La semplicità di questo approccio apre la strada a operazioni di scalabilità semplificate, come la stampa a getto d'inchiostro, e approfondimenti sulle applicazioni anticontraffazione, come dimostrato nello studio.

Applicazioni di ricerca

La metodologia dei ricercatori è vantaggiosa rispetto alle attuali tecnologie di stampa strutturale a colori proposte. Ad esempio, la metodologia del plasma freddo presentata nel loro studio non è stata utilizzata prima nel contesto di questa domanda. Ha diversi vantaggi:

• Elimina la necessità di sospensioni di particelle altamente concentrate o additivi chimici per evitare l'effetto anello di caffè che è dannoso per la qualità di stampa.
• Questa tecnica può alterare le superfici di una varietà di materiali come carta, tessuto, metalli, inorganici, e polimeri, senza ricorrere a trattamenti umidi.
• Facilita l'autoassemblaggio di miscele di particelle per generare colori strutturali.

La fase successiva di questa ricerca sarebbe quella di aumentare le operazioni testando il sistema con stampanti a getto d'inchiostro commerciali per consentire la generazione di modelli e disegni complessi/intricati. Così, le industrie che sarebbero direttamente interessate a questa ricerca proposta includono la stampa a getto d'inchiostro, dipingere, inchiostro, cosmetici, tessili e plastiche.