Investigadores estadounidenses han desarrollado un nuevo recubrimiento nano que solo requiere una capa muy delgada para producir efectos de color suficientes

Científicos en Estados Unidos han inventado un nuevo tipo de recubrimiento nano que puede fabricarse en un revestimiento muy ligero utilizando solamente una mínima cantidad de material, solo 0.4 gramos por metro cuadrado, estableciendo un récord.

El equipo de la Universidad de Florida Central publicó recientemente un artículo en la revista estadounidense Science Advances, indicando que la pintura tradicional del Boeing 747, aproximadamente 500 kilogramos, puede reemplazarse con pintura que pesa solo 1.3 kilogramos. El método de producción es bastante simple y aplicable a varias superficies. Este nano-recubrimiento usa una tecnología generadora de color llamada "color estructural", que utiliza las propiedades físicas y ópticas de la microestructura del material para mostrar colores sin necesidad de pigmentos.

Los fenómenos de color estructural existen naturalmente en muchas formas, incluyendo alas de mariposas y plumas de pavo real. Todos los sistemas de recubrimiento utilizados en varias etapas de comercialización dependen de pigmentos y producen efectos de color absorbiendo longitudes de onda específicas de luz mediante moléculas de pigmento. Los recubrimientos de color nanoestructurados deberían ser más estables que los recubrimientos de pigmento, nunca desvanecerse y causar menos contaminación. Los métodos existentes para preparar estos recubrimientos siempre han sido costosos e ineficientes, y no son adecuados para producción a gran escala. En la Universidad de Florida Central, los investigadores usaron una capa de espejo de aluminio como sustrato, lo recubrieron con óxido de aluminio y luego depositaron nanopartículas de aluminio en el sustrato usando una técnica comúnmente utilizada en la industria de semiconductores para formar archipiélagos no conectados de "islas nano".

La estructura sándwich compuesta por esta capa de partículas "islas nano", la capa de óxido de aluminio y el espejo de aluminio tiene algunas propiedades ópticas únicas. La distancia entre cada "isla nano" y el grosor de la capa de óxido de aluminio determinan con qué longitud de onda de luz puede resonar la estructura y qué color muestra. Diferentes velocidades de deposición cambian el color del material. Durante el proceso de preparación, toda la estructura se adhiere a una gruesa película de polímero soluble en agua. Tras la preparación, se elimina el polímero para formar un material de color nanoestructurado fragmentado. Los investigadores mezclaron este material con aceite de linaza para desarrollar un recubrimiento que podría ser adecuado para una variedad de superficies.

Los resultados muestran que un recubrimiento de 100 a 150 nanómetros puede mostrar un efecto de color completo, mientras que los recubrimientos tradicionales requieren un grosor de varias micras (1 micra = 1000 nanómetros) para mostrar un efecto de color completo. Además, debido a algunas características inherentes del fenómeno del color estructural, tales materiales suelen tener un efecto arcoíris, es decir, el color visto desde diferentes ángulos es diferente, lo cual lo hace inaceptable en muchas aplicaciones de recubrimiento. El nuevo material supera en cierta medida esta desventaja y por lo tanto tiene mayores perspectivas de aplicación.