Lo sviluppo di un materiale strutturalmente colorato non iridescente ispirato ai peli della tarantola. Credito:Università di Akron
Ispirato ai capelli delle tarantole blu, i ricercatori dell'Università di Akron guidano un team che ha realizzato un materiale colorato strutturale che mostra un colore coerente da tutte le direzioni di visualizzazione. Questa scoperta capovolge la saggezza convenzionale secondo cui le strutture fotoniche di ordine a lungo raggio sono sempre iridescenti, aprendo un nuovo potenziale per la produzione di massa di colori strutturali perché i progetti altamente ordinati sono facili da scalare e produrre. Bor-Kai (Bill) Hsiung e i suoi colleghi di UA, Università di Gand, Karlsruhe Institute of Technology e l'Università del Nebraska-Lincoln hanno pubblicato la loro ricerca, che è apparso sulla copertina del giornale di gennaio 2017 di Materiali ottici avanzati .
"I colori strutturali sono più vivaci e durevoli dei pigmenti utilizzati nella maggior parte dei prodotti realizzati dall'uomo, " ha spiegato Hsiung, l'autore principale di questa ricerca e un borsista di biomimetica nel dottorato in scienze biologiche integrate. programma presso l'Università di Akron. "Sono prodotti da effetti ottici quando la luce interagisce con nanostrutture che hanno circa le stesse dimensioni della lunghezza d'onda della luce". Pensa a un pavone, o una farfalla. Il problema è che la maggior parte dei colori strutturali sono fortemente iridescenti, cambiare colore se visto da diverse angolazioni. È bello fuori nella natura, ma non molto funzionale quando guardiamo la televisione e ci spostiamo in un nuovo posto".
Il team ha scoperto per la prima volta che molte tarantole blu vibranti non mostrano iridescenza anche se i ragni usano nanostrutture per produrre quei colori. Poiché il colore blu del ragno non è iridescente, Il team di Hsiung ha suggerito che lo stesso processo potrebbe essere applicato per fare sostituzioni di pigmenti che non sbiadiscono mai, nonché per contribuire a ridurre l'abbagliamento sui sistemi di visualizzazione grandangolare nei telefoni, televisori e altri dispositivi.
Ispirato ai capelli delle tarantole blu, B.-K. Hsiung e collaboratori hanno realizzato un materiale colorato strutturale altamente periodico che mostra un colore coerente da tutte le direzioni di visualizzazione nell'articolo numero 1600599. Questa scoperta capovolge la saggezza convenzionale secondo cui il colore non iridescente non può essere prodotto da strutture fotoniche di ordine a lungo raggio, aprendo nuove potenzialità per la produzione di massa di nuovi colori strutturali. Credito: Materiali ottici avanzati
Mentre scavavano più a fondo, hanno scoperto che i peli di alcune specie di tarantole blu mostrano una speciale forma simile a un fiore che hanno ipotizzato abbia ridotto l'effetto iridescente derivante dalle strutture periodiche. Quindi, grazie alla spinta di crowdfunding che hanno ricevuto in precedenza, sono stati in grado di testare questa ipotesi utilizzando una serie di simulazioni al computer e prototipi fisici realizzati utilizzando la tecnologia di stampa nano-3D all'avanguardia.
Il loro colore prodotto dalle strutture stampate in 3D ha un angolo di visione di 160 gradi, il più grande angolo di visione di tutti i colori strutturali sintetici dimostrato.
"Questi coloranti strutturali potrebbero essere usati come sostituti dei pigmenti - molti dei quali sono tossici - in materiali come la plastica, metallo, tessuti e carta, e per la produzione di colori per sistemi di visione grandangolari come telefoni e televisori, " Ha detto Hsiung.
