Una representación de una mariposa dibujada en tinta estructurada.computadora personal
Algunas de las mariposas son impresionantes ya que cambian de forma y tonalidad con la luz. Esta magia sucede gracias a su variedad de colores que produce colores de una manera inusual. Sus citocromos imparten tonos brillantes y oscuros, mientras que los tonos fluorescentes o iridiscentes están formados por la estructura de sus alas. De hecho, no son de un solo color, pero cuando la luz llega a su escala milimétrica, se refleja en todas las direcciones y se descompone en múltiples colores. Para el ojo humano, los tonos cambian dependiendo de la ubicación, como cuando se miran pompas de jabón, el lado reproducible de un DVD o la pluma de un pavo real. Esto se conoce como color estructural, un elemento que es difícil de reproducir fuera de la naturaleza, pero que puede ser una nueva forma de colorear los objetos del mundo. Sus ventajas incluyen ser más liviano, absorber menos calor y no desvanecerse con los años.
Inspirándose en las alas de las mariposas, los científicos de la Universidad de Florida Central (EE. UU.) han desarrollado lo que creen que es la tinta estructural más liviana del mundo que se puede producir en masa. En su artículo publicado en la revista Science Advances, explican que el material es tan liviano que solo se necesitan 1,3 kilogramos de pintura para cubrir un Boeing 747, en lugar de los 500 kilogramos que se usan normalmente en la actualidad.
Si un automóvil o avión es más liviano, puede usar menos combustible o energía. Otra ventaja es que la tinta absorbe menos calor que la tinta normal, lo que ayuda a mantener la superficie más fresca, explica el autor principal del estudio, Pablo Manuel Cencillo Abad. “La transición a los vehículos eléctricos es muy interesante ahora. Ahorrar lo más posible en refrigeración”, dijo a El País a través de una videoconferencia. Además, dado que el color ya está incorporado, no se desvanecerá con el tiempo, por lo que no es necesario volver a pintarlo con el paso de los años.
Dibujo estructural y representación de mariposas.computadora personal
Las tintas populares utilizadas en casas, máquinas, automóviles, aviones u objetos son variadas y consisten en pigmentos que absorben o reflejan ciertos colores de luz. Este es un fenómeno químico que surge del reflejo de la luz en las superficies: unen selectivamente ciertas longitudes de onda y reflejan el resto. Esta nueva tinta funciona de manera completamente diferente. Está hecho de dos materiales libres de pigmentos: aluminio y óxido de aluminio. Así, la tonalidad percibida por el ojo humano depende de su formato y tamaño en la nanoescala, un millón de veces menor que un milímetro. «Cultivamos nanopartículas de aluminio y alúmina, y dependiendo de su tamaño, absorben luz u otra cosa. Simplemente controlamos el tamaño de estas partículas, y con una sola estructura, podemos crear múltiples colores», investigadores españoles de la Universidad de Florida Central de explica el grupo de Nano-óptica.
Los investigadores demostraron en el laboratorio un pequeño tubo lleno de acetona de color transparente y una capa de finas escamas que contenían el pigmento estructural. Al moverse rápidamente, todos los líquidos tomarán color. Con esta mezcla puedes hacer un aerosol o mezclarlo con alguna resina y transferirlo a una superficie. Para recrear pinturas de mariposas, los científicos utilizaron estos pigmentos. “Mezclamos el polvo coloreado con aceite de anís. Hacemos una pasta y la pintamos con un pincel como si fuera un óleo. El aceite se evapora y deja un residuo sólido. Así funciona”, detalla el experto.
Pigmentos estructurales mezclados en una base de acetona.computadora personal
Cencillo Abad destaca que la tecnología detrás de las nanoestructuras utiliza maquinaria estándar que ya existe en las industrias de semiconductores, electrónica o aeroespacial, por lo que puede replicarse fácilmente a gran escala. «Esta no es una idea de laboratorio o una prueba de concepto, sino una tecnología que se puede aplicar», agregó.
El límite, como él enfatiza, es el costo de producción, pero eso se ralentizará a medida que se amplíe. Si bien no es la mejor opción para pintar paredes de casas, ciertamente vale la pena para una aplicación en la que los beneficios adicionales equilibran el costo. Es el caso de los vehículos eléctricos, así como de la aviación e incluso del transporte espacial, que necesitan soportar condiciones extremas. “El aluminio se derrite a unos 600 grados. Si usa un color comercial, lo pierde muy rápido”, dice.
Cencillo Abad destacó que el proyecto está vendiendo patentes y que han mostrado interés empresas de diferentes industrias, como la automotriz, aeronáutica, siderúrgica o cosmética. Sin embargo, la tecnología también se puede aplicar a recubrimientos funcionales que van más allá de una pintura estéticamente agradable.
Los investigadores afirman que un equipo dirigido por el profesor Debashis Chanda ha creado sensores de temperatura y humedad. Es decir, una pintura que cambia de color según su composición química e incluso podría usarse para ayudar en el tratamiento médico. “Imaginemos que para un paciente diabético, el sensor cambia de color según la concentración de glucosa. Para los niños o pacientes que tienen dificultades de comunicación, sería muy útil desarrollar un labial que cambie de color según la concentración de glucosa en la saliva. Por lo tanto, el cuidador de la persona puede decirle que tiene que ponerse insulina o cualquier medicamento que necesite”, concluyó.
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