Les chercheurs ont développé un super-mince, non toxique, poids léger, revêtement ultra-blanc comestible qui pourrait être utilisé pour faire des peintures et des revêtements plus brillants, à utiliser en cosmétique, industries alimentaires ou pharmaceutiques.

Le matériau - qui est 20 fois plus blanc que le papier - est fabriqué à partir de cellulose non toxique et atteint une blancheur si brillante en imitant la structure des écailles ultra-fines de certains types de coléoptères. Les résultats sont publiés dans le journal Matériaux avancés .

Les couleurs vives sont généralement produites à l'aide de pigments, qui absorbent certaines longueurs d'onde de la lumière et en réfléchissent d'autres, que nos yeux perçoivent alors comme une couleur.

Pour apparaître en blanc, cependant, toutes les longueurs d'onde de la lumière doivent être réfléchies avec la même efficacité. La plupart des produits blancs disponibles dans le commerce - tels que les crèmes solaires, cosmétiques et peintures - incorporent des particules hautement réfractives (généralement du dioxyde de titane ou de l'oxyde de zinc) pour réfléchir efficacement la lumière. Ces matériaux, tout en étant considéré comme sûr, ne sont pas entièrement durables ou biocompatibles.

Dans la nature, le scarabée Cyphochilus, qui est originaire d'Asie du Sud-Est, produit sa coloration ultra-blanche non à travers des pigments, mais en exploitant la géométrie d'un réseau dense de chitine - une molécule que l'on retrouve également dans les coquilles des mollusques, les exosquelettes des insectes et les parois cellulaires des champignons. La chitine a une structure qui diffuse la lumière de manière extrêmement efficace, ce qui donne des revêtements ultra-blancs très fins et légers.

"Le blanc est un type très spécial de couleur structurelle, " a déclaré le co-auteur de l'article, le Dr Olimpia Onelli, du département de chimie de Cambridge. "D'autres types de couleurs structurelles - par exemple des ailes de papillon ou des opales - ont un motif spécifique dans leur structure qui donne une couleur vibrante, mais pour produire du blanc, la structure doit être aussi aléatoire que possible."

L'équipe de Cambridge, travailler avec des chercheurs de l'Université Aalto en Finlande, imite la structure de la chitine en utilisant de la cellulose, qui n'est pas toxique, abondant, solide et biocompatible. En utilisant de minuscules brins de cellulose, ou des nanofibrilles de cellulose, ils ont pu obtenir le même effet ultra-blanc dans une membrane flexible.

En utilisant une combinaison de nanofibrilles de diamètres variables, les chercheurs ont pu régler l'opacité, et donc la blancheur, du matériau final. Les membranes fabriquées à partir des fibres les plus fines étaient plus transparentes, tandis que l'ajout de fibres moyennes et épaisses a donné une membrane plus opaque. De cette façon, les chercheurs ont pu affiner la géométrie des nanofibrilles afin qu'elles réfléchissent le plus de lumière.

"Ces matériaux à base de cellulose ont une structure qui ressemble presque à des spaghettis, c'est ainsi qu'ils sont capables de diffuser si bien la lumière, " a déclaré l'auteur principal, le Dr Silvia Vignolini, également du département de chimie de Cambridge. « Nous devons obtenir le bon mélange :nous ne voulons pas qu'il soit trop uniforme, et nous ne voulons pas qu'il s'effondre."

Comme les écailles du scarabée, les membranes cellulosiques sont extrêmement fines :quelques millionièmes de mètre d'épaisseur, bien que les chercheurs disent que des membranes encore plus minces pourraient être produites en optimisant davantage leur processus de fabrication. Les membranes diffusent la lumière 20 à 30 fois plus efficacement que le papier, et pourrait être utilisé pour produire des matériaux blancs brillants, durables et biocompatibles de nouvelle génération.