Iriserende fotonisk cellulose, efterligner insektets strukturelle farve, med optiske applikationer

De lyse farver på nogle sommerfugle, biller eller fugle skyldes ikke tilstedeværelsen af ​​pigmenter, der selektivt absorberer lys, men på grund af den såkaldte strukturelle farve. Strukturel farve forekommer på overflader med en nanostruktur med dimensioner, der ligner dem for bølgelængden for det indfaldende lys (typisk under mikronen). Disse ordnede nanostrukturer er kendt som fotoniske krystaller. Der er en stor interesse i at levere cellulose, den mest udbredte polymer i jorden, biokompatibel og biologisk nedbrydelig, med disse strukturer, som kan tilbyde nye optiske og elektriske funktioner.

Undersøgelsen offentliggjort i dag i Natur fotonik , ledet af Dr. Agustín Mihi fra Institute of Materials Science i Barcelona (ICMAB-CSIC), skaber for første gang fotoniske krystaller og plasmoniske strukturer af et cellulosederivat gennem dets nanostrukturering med den bløde litografiteknik. Ved periodisk nanostrukturering af cellulosefilmen, den er ikke længere gennemsigtig og begynder at afspejle intense farver, afhængigt af det mønster, som det er støbt med.

Med denne nye, fuldt skalerbar og billig teknik, alternativ til den traditionelle selvsamling af cellulose-nanokrystaller, en høj kvalitet og reproducerbar nanostruktur skabes på denne polymer på meget kort tid, og opnå en bred vifte af iriserende farver, kun afhængig af størrelsen og morfologien af ​​de oprettede strukturer.

Disse fotoniske krystaller kan nanoimprintes på forskellige substrater for at give fotoniske egenskaber på overflader, der ikke præsenterer denne egenskab, såsom papir, demonstrere potentialet i denne teknologi som fotonisk blæk, til applikationer inden for anti-forfalskningsteknologi, emballage, dekorativt papir, etiketter eller sensorer, blandt andre.

Når disse strukturer er dækket med et tyndt metallag, de erhverver plasmoniske egenskaber og bevarer deres fleksibilitet, opnå lysere farver. Desuden, afhængigt af den anvendte cellulosederivat, dets grad af bionedbrydelighed og opløselighed i vand kan indstilles. Disse plasmoniske strukturer kan bruges som engangssensorer til Raman -emission eller til at øge lyset fra et farvestof.