Gli scienziati hanno sviluppato un modo per estrarre una tavolozza di colori più ricca dallo spettro disponibile sfruttando modelli disordinati ispirati alla natura che in genere sarebbero visti come neri.

I colori che vediamo in natura spesso provengono da modelli su scala nanometrica che riflettono la luce in modi particolari. un'ala di farfalla, Per esempio, potrebbe apparire blu perché piccoli solchi sulla superficie dell'ala causano la riflessione solo della luce blu.

Quando le superfici appaiono nere o bianche, però, spesso è perché le strutture su scala nanometrica sono completamente disordinate, facendo sì che tutta la luce venga assorbita o riflessa.

Un team di ricercatori guidati dall'Università di Birmingham ha ora trovato un modo per controllare il modo in cui la luce passa attraverso queste superfici disordinate per produrre colori vividi.

Il gruppo, che comprende i colleghi dell'Università Ludwig Maximilian di Monaco, Germania, e l'Università di Nanchino in Cina, ha paragonato il metodo alle tecniche che gli artisti hanno sfruttato per secoli. Tra gli esempi più famosi c'è la coppa romana di Licurgo del IV secolo, fatto di vetro che appare verde quando la luce lo colpisce frontalmente, ma rosso quando la luce lo attraversa da dietro.

In un progresso moderno, il team di ricerca ha dimostrato un modo per controllare con precisione questo effetto per produrre una riproduzione del colore straordinariamente precisa.

I diversi colori nell'immagine sono rappresentati in diversi spessori di un materiale trasparente, come il vetro, su una lastra litografica. In cima a questo, i ricercatori hanno depositato lo strato disordinato, in questo caso costituito da cluster casuali di nanoparticelle d'oro. Finalmente, sotto questo strato, il team ha posizionato uno specchio per formare una cavità trasparente. La cavità è in grado di intrappolare particelle di luce, o fotoni, dentro. I fotoni si comportano come onde all'interno della cavità, risuonano a frequenze diverse sotto la superficie litografica e rilasciano colori diversi a seconda della lunghezza di ciascuna onda.

Utilizzando questa tecnica, il team è stato in grado di riprodurre un acquerello cinese con una precisione cromatica squisita.

Ricercatore capo, Professor Shuang Zhang, spiega:"I diversi modi in cui la natura può produrre il colore sono davvero affascinanti. Se riusciamo a sfruttarli efficacemente, possiamo aprire uno scrigno di tesori più ricchi, colori più vividi di quelli che abbiamo ancora visto."

Il co-autore Dr. Changxu Liu aggiunge:"In fisica, siamo abituati a pensare che la casualità nella nanofabbricazione sia un male, ma qui mostriamo che la casualità può portare ad essere superiore ad una struttura ordinata in alcune applicazioni specifiche. Anche, l'intensità della luce all'interno delle strutture casuali che abbiamo prodotto è davvero forte:possiamo usarla in altre aree della fisica come nuovi tipi di tecnologie di rilevamento".