Internacional. Los investigadores han desarrollado un recubrimiento ultrafino, no tóxico, liviano y comestible que podría usarse para hacer pinturas y recubrimientos más brillantes, para su uso en las industrias cosmética, alimentaria o farmacéutica.
El material, que es 20 veces más blanco que el papel, está hecho de celulosa no tóxica y logra una blancura tan brillante al imitar la estructura de las escamas ultradelgadas de ciertos tipos de escarabajos.
Los colores brillantes generalmente se producen utilizando pigmentos, que absorben ciertas longitudes de onda de la luz y reflejan otras, que nuestros ojos perciben como el color.
Para que aparezca como blanco, sin embargo, todas las longitudes de onda de la luz deben reflejarse con la misma eficacia. La mayoría de los productos blancos disponibles comercialmente, como cremas solares, cosméticos y pinturas, incorporan partículas altamente refractivas (generalmente dióxido de titanio u óxido de zinc) para reflejar la luz de manera eficiente. Estos materiales, si bien se consideran seguros, no son totalmente sostenibles o biocompatibles.
En la naturaleza, el escarabajo Cyphochilus, que es originario del sudeste asiático, produce su coloración ultra blanca no a través de pigmentos, sino explotando la geometría de una densa red de quitina, una molécula que también se encuentra en las conchas de los moluscos, los exoesqueletos de insectos y las paredes celulares de hongos. La quitina tiene una estructura que dispersa la luz de manera extremadamente eficiente, lo que da como resultado revestimientos ultra blancos que son muy delgados y livianos.
"El blanco es un tipo muy especial de color estructural", dijo el coautor del artículo, el Dr. Olimpia Onelli, del Departamento de Química de Cambridge. "Otros tipos de color estructural, por ejemplo alas de mariposa u ópalos, tienen un patrón específico en su estructura que da como resultado un color vibrante, pero para producir blanco, la estructura debe ser lo más aleatoria posible".
El equipo de Cambridge, trabajando con investigadores de la Universidad de Aalto en Finlandia, imitó la estructura de la quitina usando celulosa, que no es tóxica, es abundante, fuerte y biocompatible. Utilizando pequeños filamentos de celulosa, o nanofibrillas de celulosa, lograron el mismo efecto ultra-blanco en una membrana flexible.
Mediante el uso de una combinación de nanofibrillas de diferentes diámetros, los investigadores pudieron ajustar la opacidad y, por lo tanto, la blancura del material final. Las membranas hechas de las fibras más delgadas eran más transparentes, mientras que la adición de fibras medias y gruesas daba como resultado una membrana más opaca. De esta manera, los investigadores pudieron ajustar la geometría de las nanofibras para que reflejaran la mayor cantidad de luz.
"Estos materiales basados en celulosa tienen una estructura que es casi como espagueti, que es la forma en que pueden dispersar la luz muy bien", dijo la autora principal, la Dra. Silvia Vignolini, también del Departamento de Química de Cambridge. "Tenemos que conseguir la mezcla correcta: no queremos que sea demasiado uniforme, y no queremos que colapse".
Al igual que las escamas de los escarabajos, las membranas de celulosa son extremadamente delgadas: solo unas pocas millonésimas de metro de espesor, aunque los investigadores dicen que incluso las membranas más delgadas podrían producirse optimizando aún más su proceso de fabricación. Las membranas dispersan la luz de 20 a 30 veces más eficientemente que el papel, y podrían usarse para producir materiales blancos brillantes, sostenibles y biocompatibles eficientes de la siguiente generación.
Fuente: Universidad de Cambridge.
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