¿Sabes que más del 50 % de la contaminación por microplásticos en nuestros océanos proviene de las pinturas de colores? Casi todos los objetos que la gente arroja al océano, ya sea un juguete roto, una tapa de botella pequeña o un zapato, tienen algún tipo de capa de color. Si bien puede intentar recolectar todos los objetos de plástico que se arrojan a los océanos, no hay forma de recolectar los microplásticos que ya se mezclaron con el agua.
Las partículas derivadas de la pintura no son solo un problema en el océano; también se mezclan con el aire que respiras. En 2010, los científicos estudiaron el efecto de las sustancias químicas que se utilizan en la pintura comercial de paredes en la salud de los niños. Descubrieron que los niños que duermen en habitaciones con paredes recubiertas de pintura con altos niveles de compuestos orgánicos volátiles (COV) tienen más probabilidades de desarrollar afecciones médicas como eccema y asma.
Entonces, ¿eso significa que los materiales de pintura comercial seguirán degradando nuestro medio ambiente y nuestra salud? Bueno, hay un nuevo rayo de esperanza. Investigadores de la Universidad de Florida Central (UCF) publicaron recientemente un estudio que describe la «pintura plasmónica», un material liviano y ecológico que tiene el potencial de reemplazar la mayoría de los revestimientos de colores. Afirman que su pintura plasmónica es también la pintura más ligera del mundo porque evita el uso de pigmentos y todos los materiales necesarios para mantener los pigmentos en su lugar.
Pablo Cencillo Abad, primer autor del estudio e investigador del Centro de Tecnología NanoScience de la UCF, dijo a Ars Technica: “Nuestra pintura ultraligera es la más liviana del mundo, y su uso en lugar de los pigmentos convencionales puede ayudar a reducir el peso total de los objetos. lo cual es críticamente beneficioso para la industria aeroespacial”.
Agregó: “Como ejemplo de una aplicación lista, considere el caso de un objeto grande como un jumbo jet Boeing 747. La pintura convencional requiere una gran cantidad de pintura, generalmente más de 454 kg (1000 lb), para recubrir un objeto de este tipo. Sin embargo, solo se necesitarían alrededor de 3 libras (1,4 kg) de nuestra pintura plasmónica, lo que representa una asombrosa reducción de peso de 400 veces”.
La geometría plasmónica crea colores.
La plasmónica es la rama de la ciencia que se ocupa de cómo el movimiento de los electrones afecta el tránsito de la luz en los metales. La pintura plasmónica propuesta produce colores empleando la coloración estructural, el fenómeno que da a los pavos reales y las mariposas sus colores brillantes y llamativos. La disposición geométrica de las plumas, las células de la piel y las escamas de estos animales altera el recorrido de los rayos de luz, haciendo que se doblen en diferentes ángulos y produzcan diferentes colores.
La coloración estructural de la pintura plasmónica está inspirada en las mariposas. Está compuesto por dos materiales incoloros: nanopartículas de aluminio y nanoestructuras de óxido de aluminio. Simplemente alterando la forma en que se organizan estas partículas, el equipo de la UCF puede manipular la luz visible y crear cualquier color, dando lugar a la primera pintura estructural a todo color del mundo.
“Nuestras pinturas estructurales usan nanopartículas de aluminio para controlar los componentes espectrales de la luz y generar una gran paleta de colores visibles simplemente cambiando los parámetros de la producción estructural. Cuando la luz incide sobre nuestra estructura, los electrones del metal de las partículas comienzan a oscilar, capturando ciertos colores y reflejando otros (este efecto se denomina resonancia plasmónica). Es importante destacar que los colores particulares que se absorben están determinados por la morfología específica de las nanopartículas. Por lo tanto, cuando cambiamos el tamaño de las partículas, absorben diferentes colores y producen diferentes matices”, dijo Abad.
Los colores basados en pigmentos, por otro lado, funcionan absorbiendo ciertas longitudes de onda de luz usando moléculas de pigmento. Por ejemplo, el color verde en las plantas resulta de las moléculas de clorofila que absorben la luz azul y roja y reflejan el verde. Aquí, los colores son simplemente el resultado de las propiedades del material utilizado. La coloración estructural produce color no en virtud del material, sino controlando cómo interactúa con la luz.
Una ventaja de las pinturas estructurales sobre la pigmentación química es que, si bien las moléculas de pigmento pueden disociarse con el tiempo y, por lo tanto, perder color, la coloración estructural puede estar hecha de materiales muy estables que retendrán el color a menos que la estructura se dañe físicamente. Entonces, en comparación con la pintura estándar, la pintura plasmónica es más duradera.