I colori delle perle, delle piume degli uccelli, delle ali delle farfalle e degli opali possono derivare non dai pigmenti, ma dal modo in cui la luce interagisce con strutture microscopiche. Questo effetto, noto come colore strutturale, ha ispirato un team di ricerca guidato dal professor Shu Yin della Tohoku University a sviluppare un metodo di produzione più semplice, in collaborazione con ricercatori di diverse istituzioni in Giappone, Taiwan e Cina, nonché con Daito Kasei Kogyo Co., Ltd. I risultati sono stati pubblicati su Advanced Materials.
Molti materiali esistenti a colore strutturale richiedono che le strutture microscopiche siano disposte con grande precisione, rendendone la produzione complessa e costosa. Il nuovo approccio combina invece l’aspetto stratificato irregolare associato alle perle con le proprietà di assorbimento della luce presenti nelle piume degli uccelli. La luce si riflette e interferisce all’interno degli strati irregolari, mentre gli assorbitori aumentano la visibilità di determinati colori.
I ricercatori hanno innanzitutto creato materiali stratificati a partire dall’idrato di carbonato di cerio. I suoi strati sottili e irregolari riflettono la luce in direzioni diverse e producono un aspetto bianco tenue e perlato attraverso le interazioni tra le onde riflesse. Hanno quindi applicato sulla superficie composti che assorbono la luce, tra cui l’ossidrossido di ferro. Variando il tipo e la quantità di questi materiali, il team ha prodotto colori rosso, blu, viola e verde.
Il trattamento termico ha migliorato la stabilità dei materiali convertendo l’idrato di carbonato di cerio in ossido di cerio e l’ossidrossido di ferro in ossido di ferro. Secondo il team di ricerca, i materiali hanno mantenuto la loro struttura stratificata e il loro aspetto perlato dopo il riscaldamento.
I ricercatori hanno inoltre esaminato possibili utilizzi creando opere d’arte e rivestimenti, incorporando i materiali nelle materie plastiche e applicandoli sulla pelle umana per esplorarne il potenziale in ambito cosmetico. Il professor Yin ha affermato che lo sviluppo di un modo più semplice per creare i colori era soltanto un punto di partenza e che il lavoro futuro si sarebbe concentrato sul loro utilizzo nelle applicazioni quotidiane.
Lo studio, intitolato “Multi-Biomimetic Structural Colors Inspired by Pearls and Bird Feathers”, è stato scritto da Zhiwei Wang e colleghi e pubblicato su Advanced Materials nel 2026. Il suo DOI è 10.1002/adma.75074.
Fonti: Phys.org.