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Jun 21, 2023

Las mariposas inspiran la creación de la pintura más ligera del mundo

Cuando escuche las palabras "pintura sostenible", podría pensar en una sin COV, pero hay un nuevo recubrimiento en la ciudad que promete ser aún más ecológico. Como muchas grandes innovaciones, esta nueva

Cuando escuche las palabras "pintura sostenible", podría pensar en una sin COV, pero hay un nuevo recubrimiento en la ciudad que promete ser aún más ecológico. Como muchas grandes innovaciones, esta nueva pintura fue descubierta por accidente. Fue un fracaso en la fabricación de espejos que imita estructuralmente los colores naturales que se encuentran en los animales. Los científicos que la crearon dicen que es más ligera y duradera que la pintura tradicional, y ofrece un efecto refrescante.

Claramente, hay muchas aplicaciones posibles para un producto de este tipo, que los creadores llaman pintura de color estructural plasmónica ultraligera, independientemente de que se comprenda o no cómo funciona. Pero intentemos arrojar algo de luz sobre este nuevo desarrollo.

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Antes de sumergirse en la pintura plasmónica, puede ser útil revisar cómo funciona la pintura normal y cómo ha funcionado durante milenios.

Para fabricar pintura, se mezclan pigmentos como minerales, metales o productos químicos con un líquido, normalmente aceite. Son los pigmentos los que dan color a la pintura y funcionan absorbiendo algunas longitudes de onda de luz y reflejando otras. Lo que se refleja es lo que vemos como color.

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El problema con este método probado y verdadero de hacer pintura es que puede estar hecho con químicos tóxicos, es químicamente inestable y puede desvanecerse con el tiempo. También atrapa el calor. Incluso la pintura blanca no refleja completamente la luz del sol.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Florida Central (UCF) estaba trabajando en la fabricación de un espejo de aluminio y notó frustrantes "grupos de átomos de aluminio lo suficientemente pequeños como para ser invisibles pero lo suficientemente grandes como para alterar el brillo del espejo", según Wired.

Aunque era una mala noticia para su proyecto de espejos, se dieron cuenta de que los diminutos átomos oscilaban en luz blanca y reflejaban la luz. El tamaño de los átomos determinaba qué color reflejaban.

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Eso significó que los investigadores podrían generar diferentes colores simplemente usando diferentes tamaños de partículas de aluminio. Cuando las partículas se adhieren al espejo y se convierten en escamas de color, se pueden mezclar con líquido para crear pintura.

Este tipo de producción de color se llama "estructural" y es la forma en que muchas especies producen su color, según el investigador Debashis Chanda, profesor del Centro de Tecnología de Nanociencia de la UCF.

"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", dijo Chanda en la revista UCF Today. "El color estructural sirve como mecanismo primario 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 los pigmentos artificiales, se necesitan nuevas moléculas para cada color presente".

"Pero la naturaleza tiene una forma muy diferente de crear color que nosotros", dijo Chanda. Los colores que muestran las mariposas, por ejemplo, los crea la naturaleza sin pigmentos. Las superficies de las alas de las mariposas difractan la luz para crear un color estructural libre de pigmentos y que dura más.

En la nueva pintura, los materiales incoloros son aluminio y óxido de aluminio.

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Todo eso está bien, pero ¿cómo supera la pintura estructural a la pintura pigmentada? Según los investigadores, las ventajas son significativas.

Debido a que controla la forma en que la luz se "refleja o dispersa" en lugar de absorberla, la pintura estructural es más estable con el tiempo, lo que significa que los colores no se desvanecen. Eso significa que no es necesario volver a pintar una superficie cada pocos años. Otro beneficio medioambiental es que estas nuevas pinturas se fabricarían únicamente con metales y óxidos en lugar de pigmentos y productos químicos artificiales.

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Lo más interesante es que gracias a su estructura, la pintura plasmónica es más ligera de dos maneras.

En primer lugar, refleja la luz y absorbe menos calor, manteniendo su superficie entre 25 y 30 grados Fahrenheit (menos 3,8 y menos 1,1 grados Celsius) más fría que una superficie pintada con pintura comercial estándar, según UCF Today. Esto puede tener grandes beneficios para mantener los edificios más frescos, requiriendo así un menor uso de mecanismos de refrigeración interiores.

En segundo lugar, la pintura pesa mucho menos que la pintura tradicional. De hecho, "la pintura de color estructural ofrece un 100 por ciento de reflexión con una sola capa ultrafina de pigmento", señalaron los investigadores. El peso de la pintura puede no parecer una gran preocupación, pero lo es si eres un avión. Según ScienceAlert, supondría una diferencia de unas 1.000 libras (454 kilogramos) en un Boeing 747, lo que supondría un enorme ahorro en el uso y coste de combustible en cada vuelo.

Los científicos han desarrollado colores de estructuras diseñadas en el pasado; sin embargo, no han podido mostrar consistentemente un color específico y sus técnicas de fabricación los han hecho demasiado costosos para su viabilidad comercial, según los investigadores.

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