modelado computacional explica por qué los azules y verdes son los colores más brillantes en la naturaleza

Los investigadores, de la Universidad de Cambridge, usaron un experimento numérico para determinar los límites de colores estructural mate, un fenómeno que es responsable de algunos de los colores más intensos en la naturaleza, y se encontró que se extiende tan lejos como en azul y verde el espectro visible. Los resultados, publicados en PNAS, podrían ser útiles en el desarrollo de pinturas o recubrimientos no tóxicos de color intenso que no se marchita.

el color estructural, que se ve en algunas plumas de aves, alas de mariposa o insectos, no es causada por pigmentos o colorantes, pero la estructura interna solos. La aparición del color, ya sea mate o iridiscente, será en función de cómo las estructuras están dispuestas en la nanoescala.

Ordenó, o cristalino, estructuras resultan en colores iridiscentes, que cambian cuando se ve desde diferentes ángulos. Desordenada, o correlacionados, estructuras resultan en colores mate independientes del ángulo, que se ven igual desde cualquier ángulo de visión. Dado que el color no se desvanece estructural, estos colores mate independientes del ángulo serían muy útiles para aplicaciones tales como pinturas o recubrimientos metálicos, en los que los efectos no son deseadas.

"Además de su intensidad y resistencia a la decoloración, una pintura mate, que utiliza el color estructural también sería mucho más respetuosa del medio ambiente, ya que no serían necesarios colorantes tóxicos y pigmentos", dijo el primer autor Gianni Jacucci del Departamento de Química de Cambridge. "Sin embargo, en primer lugar hay que entender cuáles son las limitaciones para volver a crear estos tipos de colores antes de que las aplicaciones comerciales son posibles."

"La mayoría de los ejemplos de color de naturaleza estructural son iridiscentes, hasta ahora, los ejemplos de origen natural de color estructural mate sólo existen en las tonalidades azules o verdes," dijo el co-autor Lukas Schertel. "Cuando hemos tratado de colores mate estructural artificialmente recrear para los rojos o naranjas, terminamos con un resultado de mala calidad, tanto en términos de saturación y la pureza del color."

Los investigadores, que se basan en el laboratorio del Dr. Silvia Vignolini, utilizados modelación numérica para determinar las limitaciones de la creación saturado, puro y rojo mate de color estructural.

Los investigadores modelaron la respuesta óptica y la apariencia del color de nanoestructuras, que se encuentran en el mundo natural. Encontraron que saturado, colores mate estructurales no pueden ser recreados en la región roja del espectro visible, lo que podría explicar la ausencia de estos matices en los sistemas naturales.

"Debido a la compleja interacción entre la dispersión simple y dispersión múltiple, y las contribuciones de dispersión correlacionada, encontramos que, además del rojo, amarillo y naranja también difícilmente se puede alcanzar," dijo Vignolini.

A pesar de las limitaciones aparentes de colores estructural, los investigadores afirman que estos pueden ser superados mediante el uso de otro tipo de nanoestructuras, tales como estructuras de redes o estructuras jerárquicas de varias capas, aunque estos sistemas no se entienden completamente todavía.

fuente: University of Cambridge. "Computational modelling explains why blues and greens are brightest colors in nature." ScienceDaily. ScienceDaily, 11 September 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/09/200911141656.htm>.