O minúsculo vestido preto pode ser um clássico da moda, mas tornando o minúsculo, perfeitamente vestido preto é mais um trabalho para cientistas. Na natureza, o preto pode ser extremamente funcional e moderno, mas para os engenheiros de materiais, recriar esse nível de escuridão para aplicações do mundo real é um desafio.
Uma equipe de designers, ornitólogos e cientistas de materiais da Universidade Cornell desenvolveu com sucesso um método para criar tecido “ultrapreto”, descrito em um recente Comunicações da Natureza papel. A nova técnica, um processo de duas etapas, inspira-se fortemente na plumagem de magníficos riflebirds. Suas penas combinam melanina (um pigmento) com estruturas distintas que prendem e absorvem a luz.
Esse tecido escuro pode eventualmente acabar em câmeras, painéis solares e telescópios. Por enquanto, porém, a equipe o usou para fazer aquele vestido preto clássico, finalizado com um toque de azul iridescente em homenagem aos riflebirds que inspiraram a descoberta. O novo tecido apresenta uma refletância média de 0,13%, tornando-o o tecido mais escuro relatado até agora, segundo o jornal.
O que é “ultrapreto”?
Na teoria das cores, “preto verdadeiro“Ou” verdadeiro branco “são termos frequentemente usados em design gráfico ou ao descrever telas de tecnologia. Os dispositivos Apple também anunciam algo chamado” tom verdadeiro “, que pretende apresentar aos usuários cores mais claras e precisas.
No entanto, “ultrablack” neste contexto não é exatamente nenhuma dessas coisas. Em vez disso, o termo é usado mais como uma medida de refletividade, sendo definido como uma sombra escura que reflete menos de 0,5% da luz que a atinge. Muitas criaturas ostentam naturalmente o ultra preto em sua pele, escamas e penas, pois isso lhes confere benefícios de acasalamento ou sobrevivência.
Compreensivelmente, os cientistas tentaram recriar o ultrapreto em laboratório – com sucesso limitado. Embora um experimentar conseguiram criar um tubo minúsculo que refletia apenas 0,005% da luz visível, este, como a maioria das outras tentativas, recorreu a técnicas caras que produziram materiais frágeis e tóxicos. Como observa o jornal, esses materiais ultrapretos seriam “inadequados como têxteis usáveis ou de uso diário que exigem biocompatibilidade, respirabilidade e elasticidade”.
Aprendendo com riflebirds
Para o novo tecido, os pesquisadores colaboraram com o Cornell Lab of Ornithology, que lhes apresentou penas de riflebird para análise. A equipe analisou então cuidadosamente como o posicionamento das bárbulas – estruturas minúsculas em forma de gancho que mantêm as penas das aves unidas – deu aos pássaros rifle sua plumagem característica.
Eles descobriram que uma hierarquia estrita nas bárbulas das penas, combinada com nanoestruturas à base de melanina, funcionava para desviar a luz para dentro. Como resultado, as penas do riflebird parecem extraordinariamente pretas quando vistas de frente, mas parecem muito mais brilhantes quando vistas em ângulo.
Para replicar essas estruturas, a equipe primeiro tingiu um tecido de lã merino branco com polidopamina, uma melanina sintética. Depois, levaram a lã para uma câmara de plasma e gravaram-na com nanofibrilas, ou estruturas pontiagudas em nanoescala que imitam as bárbulas. O produto final teve uma refletância média de 0,13% e permaneceu ultrapreto em grandes ângulos, informou o estudo.
“A luz basicamente salta para frente e para trás entre as fibrilas, em vez de refletir de volta – é isso que cria o efeito ultrapreto”, disse Hansadi Jayamaha, principal autor do estudo e estudante de doutorado no Departamento de Design Centrado no Ser Humano de Cornell, em um liberar.
“Do ponto de vista do design, acho que é empolgante porque muito do ultrapreto que existe não é tão usável quanto o nosso”, acrescentou Larissa Shepherd, autora sênior do estudo e cientista de materiais na Cornell. “E permanece ultrapreto mesmo em ângulos mais amplos.”
A equipe está ansiosa para lançar esta tecnologia no mercado e já solicitou proteção provisória de patente, informou Shepherd.
