Inspirados por los llamativos colores del pez tropical Tetra Neón, científicos de la Universidad North Carolina State han desarrollado una técnica para cambiar el color de un material mediante la manipulación de la orientación de columnas nanoestructuradas dispuestas en el mismo.
Los peces Tetra Neón pueden controlar sus brillantes rayas de color al cambiar al ángulo de unas diminutas plaquetas que hay en su piel. Partiendo de este mecanismo, los investigadores se propusieron crear un material que demuestre una habilidad similar. El estudio, publicado recientemente en la revista científica ACS Nano, demuestra como se puede cambiar el color del material utilizando un campo magnético para variar la orientación de una serie de nanocolumnas. El objetivo final es poder desarrollar en el futuro aplicaciones que van desde pantallas reflectivas hasta el camuflaje dinámico con esta innovadora técnica.
El material que cambia de color tiene cuatro capas. Un sustrato de silicio ha sido recubierto con un polímero en el que se han incrustado nanopartículas de óxido de hierro. El polímero incorpora una serie regular de “nano-pedestales”, lo que hace que la capa de polímero se parezca a una pieza de LEGO®. La capa intermedia es una solución acuosa que contiene nanopartículas de óxido de hierro que flotan libremente. Esta solución se mantiene en su lugar mediante una cubierta de polímero transparente.
Cuando se aplica un campo magnético vertical debajo del sustrato, este dispone las nanopartículas flotantes en columnas alineadas sobre los pedestales. Al cambiar la orientación del campo magnético, los investigadores pueden cambiar la orientación de las columnas de nanopartículas. El cambio de ángulo de las columnas hace cambiar la longitud de onda de la luz que se refleja de forma más fuerte por el material, es decir, el este cambia de color.
“Por ejemplo, pudimos cambiar el color percibido del material del verde oscuro a un amarillo neón” comenta Zhiren Luo, estudiante de doctorado en NC State y primer autor del artículo.
“Podemos cambiar el color base del material controlando el conjunto de pedestales dispuestos e el sustrato del polímero. Los próximos pasos incluyen un ajuste más fino de la geometría de las series de columnas que permite una mejora de la pureza de los colores. También estamos planeando trabajar en el desarrollo de electroimanes integrados que permitan cambios de colores de forma programable” concluye Chih-Hao Chang, profesor asociado de ingeniería mecánica aeroespacial en la Universidad North Carolina State (NCSU) y también autor del estudio.
