Crean una pintura ecológica inspirada en las mariposas

Lo tiene todo: la nueva pintura repele el calor (y, por tanto, mantiene los edificios frescos), puede conseguirse en cualquier color que se desee, tiene una durabilidad extrema, es económica, ligera y amigable con el medio ambiente. Lo dicho: es una pintura con 'superpoderes'.

Recordemos que los colores brillantes en la mayoría de las pinturas provienen de pigmentos pero, con el tiempo, estas pinturas van perdiendo el color y algunos pigmentos incluso pueden ser tóxicos en ciertas aplicaciones. Además, se ha demostrado que los compuestos orgánicos volátiles que se encuentran en la pintura sintética moderna tienen efectos nocivos tanto para el medio ambiente como para los humanos. Este método para crear pintura lo cambia todo.

Como las mariposas

Algunos colores en la naturaleza, como las alas de las mariposas, tienen colores distintos no solo por la luz que absorben, sino principalmente porque reflejan longitudes de onda específicas.

Inspirada en las alas de las mariposas, esta pintura no está hecha de pigmentos, sino que el color se fabrica estructuralmente mediante la disposición de nanopartículas. Los investigadores del Centro de Tecnología de Nanociencia de la Universidad de Florida Central decidieron probar un método diferente bautizado como "pintura plasmónica" que resultó ser ultraligera y segura para el medio ambiente.

Se basa en arreglos estructurales a nanoescala de aluminio y óxido de aluminio en lugar de pigmentos tradicionales para generar sus tonos. La pintura plasmónica, al contrario que las tradicionales, emplea la reflexión, la absorción y la dispersión de la luz en función de sus arreglos geométricos nanoestructurales para crear todo un abanico de colores. Así, inspirada en la naturaleza misma, donde las flores, los pájaros o las mariposas exhiben atractivos matices, todos creados por la disposición geométrica de materiales incoloros, esta pintura funciona a través del color estructural en lugar de pigmentos o tintes químicos.

¿Cómo se consiguen los colores?

La pintura plasmónica emplea nanopartículas de aluminio y óxido de aluminio que son incoloras y colocándolas de diferentes maneras sobre un espejo de aluminio recubierto de óxido, es posible controlar cómo se dispersa, refleja o absorbe la luz.

“La gama de colores y matices en el mundo natural es asombrosa, desde coloridas flores, pájaros y mariposas hasta criaturas submarinas como peces y cefalópodos”, explica Debashis Chanda, profesor de la UCF y jefe del grupo de investigación de Nano-óptica y autor principal del estudio que publica la revista Science Advances. “El color estructural sirve como mecanismo principal de generación de color en varias especies extremadamente vívidas donde la disposición geométrica de dos materiales típicamente incoloros produce todos los colores. Por otro lado, con pigmentos hechos por el hombre, se necesitan nuevas moléculas para cada color presente”.

Además, a diferencia de las pinturas convencionales a base de pigmentos, estas pinturas estructurales no se desvanecen después de haber estado expuestas demasiado al sol.

Por si esto fuera poco, tal y como explican en su estudio, al reflejar todo el espectro infrarrojo, absorbe mucho menos calor, lo que podría hacernos ahorrar una gran cantidad de energía (y dinero), reduciendo drásticamente la energía necesaria para alimentar los sistemas de aire acondicionado, por ejemplo.

Un último 'superpoder': es extremadamente ligera. El investigador afirma que se puede lograr una coloración completa usando solo 150 nanómetros de esta pintura, siendo la pintura más liviana del mundo.

Lo siguiente, apuntan los expertos, será mejorar su producción. “La pintura de pigmento convencional se fabrica en grandes instalaciones donde pueden producir cientos de litros de pintura. En este momento, a menos que pasemos por el proceso de ampliación, todavía es costoso producirla en un laboratorio académico”.

Referencia: 

“Ultralight plasmonic structural color paint” by Pablo Cencillo-Abad, Daniel Franklin, Pamela Mastranzo-Ortega, Javier Sanchez-Mondragon and Debashis Chanda, 8 March 2023, Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.adf7207

CRISPR in butterflies: An undergraduate lab experience to inactivate wing patterning genes during development Aamani Thulluru  , Luisa Saad  , Yasmin Nagah Abdou  , Arnaud Martin , Hooi Lynn Kee  DOI: 10.1002/bmb.21669