I ricercatori hanno dimostrato perché intenso, i colori rossi puri in natura sono prodotti principalmente da pigmenti, invece del colore strutturale che produce brillanti tonalità blu e verdi.

I ricercatori, dell'Università di Cambridge, ha utilizzato un esperimento numerico per determinare i limiti del colore strutturale opaco, un fenomeno responsabile di alcuni dei colori più intensi in natura, e ha scoperto che si estende solo fino al blu e al verde nello spettro visibile. I risultati, pubblicato in PNAS , potrebbe essere utile nello sviluppo di vernici o rivestimenti atossici dal colore intenso che non sbiadisce mai.

Colore strutturale, che si vede in alcune piume di uccello, ali di farfalla o insetti, non è causato da pigmenti o coloranti, ma solo struttura interna. L'aspetto del colore, sia opaco che iridescente, dipenderà da come le strutture sono disposte su scala nanometrica.

Ordinato, o cristallino, strutture danno colori cangianti, che cambiano se visti da diverse angolazioni. Disordinato, o correlato, le strutture si traducono in colori opachi indipendenti dall'angolo, che sembrano uguali da qualsiasi angolo di visione. Poiché il colore strutturale non sbiadisce, questi colori opachi indipendenti dall'angolo sarebbero molto utili per applicazioni come vernici o rivestimenti, dove gli effetti metallici non sono desiderati.

"Oltre alla loro intensità e resistenza allo sbiadimento, una vernice opaca che utilizza il colore strutturale sarebbe anche molto più rispettosa dell'ambiente, poiché non sarebbero necessari coloranti e pigmenti tossici, " ha detto il primo autore Gianni Jacucci del Dipartimento di Chimica di Cambridge. "Tuttavia, dobbiamo prima capire quali sono i limiti per ricreare questi tipi di colori prima che sia possibile qualsiasi applicazione commerciale."

"La maggior parte degli esempi di colore strutturale in natura sono iridescenti, finora, esempi di colore strutturale opaco naturale esistono solo nelle tonalità blu o verde, " ha affermato il co-autore Lukas Schertel. "Quando abbiamo cercato di ricreare artificialmente il colore strutturale opaco per i rossi o gli arancioni, finiamo con un risultato di scarsa qualità, sia in termini di saturazione che di purezza del colore."

I ricercatori, che hanno sede nel laboratorio della Dott.ssa Silvia Vignolini, utilizzato la modellazione numerica per determinare i limiti della creazione di saturazione, colore strutturale rosso puro e opaco.

I ricercatori hanno modellato la risposta ottica e l'aspetto del colore delle nanostrutture, come si trova nel mondo naturale. Hanno scoperto che saturo, i colori strutturali opachi non possono essere ricreati nella regione rossa dello spettro visibile, il che potrebbe spiegare l'assenza di queste tinte nei sistemi naturali.

"A causa della complessa interazione tra diffusione singola e diffusione multipla, e contributi da scattering correlato, abbiamo scoperto che oltre al rosso, anche il giallo e l'arancione sono difficilmente raggiungibili, "disse Vignolini.

Nonostante gli apparenti limiti del colore strutturale, i ricercatori dicono che questi possono essere superati usando altri tipi di nanostrutture, come strutture di rete o strutture gerarchiche a più livelli, anche se questi sistemi non sono ancora completamente compresi.