Estados Unidos. Científicos de la Universidad de Akron, de la Universidad Northwestern y de la Universidad de Gante demostraron una solución factible para producir colores estructurales inspirados en las plumas de las aves.
La naturaleza proporciona muchos ejemplos espectaculares de colores estructurales, tales como plumas del ala del pato y plumas salvajes del pavo. En la continuación de sus investigaciones anteriores que desentrañaron las propiedades fundamentales de la melanina -una familia de pigmentos naturales que se encuentran en la piel, el cabello, los ojos y el plumaje de aves de colores brillantes- estos ejemplos sirvieron como bio-inspiración para el diseño de nanopartículas de melanina sintética de core-shell para la producción de colores estructurales brillantes.
"La melanina es un importante biomaterial que hasta ahora ha sido subutilizado en la ciencia de los materiales y aplicaciones tecnológicas", dijo el Dr. Ali Dhinojwala, H.A. Morton Profesor de Ciencia Polimérica y uno de los investigadores principales en el proyecto.
En esta investigación más reciente, el equipo ha descubierto que los diminutos paquetes de melanina sintética producen color estructural cuando se envasan en partículas esféricas semi-ordenadas. El color estructural se produce a través de la interacción de la luz con materiales que tienen patrones en una escala de sub-micrón, que reflejan la luz para hacer que algunas longitudes de onda sean más brillantes y otras más oscuras.
"La química que utilizamos para hacer estas partículas se basa en el ingrediente principal que entra en la fabricación de melanina", señala Dhinojwala. "Entonces tomamos estas partículas de melanina y nos auto-ensamblamos en una estructura usando un proceso muy directo. Es similar a las cosas que vemos en nuestros hogares, como mezclar aceite y agua juntos creando emulsiones. Esas emulsiones esencialmente nos permiten montar estas partículas en las tintas fotónicas que llamamos supraballs fotónicos.
Estas nanopartículas se auto-ensamblaron utilizando un proceso de emulsión inversa de un solo recipiente, añade Ming Xiao, actualmente investigador postdoctoral. "Resultó en brillantes y no iridiscentes supraballs. Con la combinación de sólo dos ingredientes, melanina sintética y sílice, podemos generar un espectro completo de colores ".
"El uso de melanina como el material de núcleo puede aumentar el brillo y la saturación de supraballs debido a su combinación única de alto RI y absorción de banda ancha de las luces. Además, la melanina es biocompatible y puede disipar casi el 90% de la radiación UV en calor dentro de un nanosegundo, haciendo que los supraballs basados en melanina sean adecuados para cosméticos o tintas resistentes a los rayos UV ".
