I colori accesi di alcune farfalle, coleotteri o uccelli non sono dovuti alla presenza di pigmenti che assorbono selettivamente la luce, ma a causa della cosiddetta colorazione strutturale. La colorazione strutturale avviene su superfici con una nanostruttura con dimensioni simili a quelle della lunghezza d'onda della luce incidente (tipicamente al di sotto del micron). Queste nanostrutture ordinate sono conosciute come cristalli fotonici. C'è un grande interesse nel fornire cellulosa, il polimero più abbondante sulla terra, biocompatibile e biogradabile, con queste strutture, che può offrire nuove funzionalità ottiche ed elettriche.

Lo studio pubblicato oggi in Fotonica della natura , guidato dal Dr. Agustín Mihi dell'Istituto di Scienza dei Materiali di Barcellona (ICMAB-CSIC), crea per la prima volta cristalli fotonici e strutture plasmoniche di un derivato della cellulosa attraverso la sua nanostrutturazione con la tecnica della litografia morbida. Nanostrutturando periodicamente il film di cellulosa, non è più trasparente e comincia a riflettere colori intensi, a seconda del modello con cui è stato modellato.

Con questo nuovo, tecnica completamente scalabile e a basso costo, alternativa al tradizionale autoassemblaggio dei nanocristalli di cellulosa, su questo polimero viene creata in brevissimo tempo una nanostruttura di alta qualità e riproducibile, e ottenendo una vasta gamma di colori iridescenti, solo a seconda delle dimensioni e della morfologia delle strutture create.

Questi cristalli fotonici possono essere nanostampati su diversi substrati per fornire proprietà fotoniche su superfici che non presentano questa proprietà, come la carta, dimostrando le potenzialità di questa tecnologia come inchiostro fotonico, per applicazioni nella tecnologia anticontraffazione, confezione, carta decorativa, etichette o sensori, tra gli altri.

Quando queste strutture sono ricoperte da un sottile strato metallico, acquisiscono proprietà plasmoniche mantenendo la loro flessibilità, ottenere colori più brillanti. Per di più, a seconda del tipo di derivato cellulosico utilizzato, il suo grado di biodegradabilità e solubilità in acqua può essere regolato. Queste strutture plasmoniche possono essere utilizzate come sensori usa e getta per l'emissione Raman o per aumentare la luce emessa da un colorante.