I ricercatori dell'Università del Surrey hanno sviluppato una nuova tecnica innovativa per imitare uno dei più grandi successi della natura:il colore strutturale naturale.

A seguito di ricerche approfondite per spiegare la fisica dietro il gap di banda fotonico nei materiali fotonici strutturati, è stato ideato un nuovo metodo per caratterizzare le strutture interne dei materiali naturali e replicare la loro interazione con la luce utilizzando la stampa 3D della ceramica. La struttura interna dei materiali e la loro uniformità locale-autonoma determinano la loro capacità di assorbire in modo diffuso, riflettono e trasmettono la luce.

Durante questo studio i ricercatori hanno trovato una relazione diretta tra l'uniformità della struttura interna (a scale di lunghezza d'onda) e la sua capacità di bloccare determinate lunghezze d'onda nei materiali naturali. Armati di queste conoscenze, i ricercatori hanno sviluppato una nuova metrica matematica per misurare quali strutture fotoniche controllano meglio la propagazione della luce, consentendo la progettazione di nuovi materiali con funzionalità diverse a seconda delle necessità.

Testare la teoria, i ricercatori hanno sviluppato la prima struttura giroide amorfa (triamondo) con band gap, che è simile alla strutturazione trovata in alcune ali di farfalla, tramite una stampante ceramica 3-D. Analogamente alle strutture presenti in natura, queste strutture possono riflettere e assorbire la luce, lunghezze d'onda sonore e di calore che aprono la strada alla creazione di pellicole per vetri e vernici che respingono il calore per migliorare l'efficienza energetica di edifici e veicoli.

L'autore principale, il dott. Marian Florescu dell'Università del Surrey, ha dichiarato:"È davvero sorprendente che ciò che pensavamo fosse un disegno artificiale potesse essere naturalmente presente in natura.

"Questa scoperta avrà un impatto sul modo in cui progettiamo i materiali in futuro per manipolare la loro interazione con la luce, calore e suono."

Questo studio è stato pubblicato oggi in Comunicazioni sulla natura .