Les chercheurs ont montré pourquoi intense, les couleurs rouges pures dans la nature sont principalement produites par des pigments, au lieu de la couleur structurelle qui produit des teintes bleues et vertes vives.

Les chercheurs, de l'Université de Cambridge, a utilisé une expérience numérique pour déterminer les limites de la couleur structurelle mate - un phénomène qui est responsable de certaines des couleurs les plus intenses de la nature - et a constaté qu'elle ne s'étend que jusqu'au bleu et au vert dans le spectre visible. Les résultats, Publié dans PNAS , pourrait être utile dans le développement de peintures ou de revêtements non toxiques avec une couleur intense qui ne se décolore jamais.

Couleur structurelle, que l'on voit dans certaines plumes d'oiseaux, ailes de papillon ou insectes, n'est pas causée par des pigments ou des colorants, mais la structure interne seule. L'apparition de la couleur, qu'elles soient mates ou irisées, dépendra de la façon dont les structures sont disposées à l'échelle nanométrique.

Commandé, ou cristallin, les structures donnent des couleurs irisées, qui changent lorsqu'on les regarde sous des angles différents. Désordonné, ou corrélées, les structures donnent des couleurs mates indépendantes de l'angle, qui se ressemblent sous n'importe quel angle de vue. Puisque la couleur structurelle ne se décolore pas, ces couleurs mates indépendantes de l'angle seraient très utiles pour des applications telles que les peintures ou les revêtements, où les effets métalliques ne sont pas recherchés.

« En plus de leur intensité et de leur résistance à la décoloration, une peinture mate utilisant une couleur structurelle serait également beaucoup plus écologique, car les colorants et pigments toxiques ne seraient pas nécessaires, " a déclaré le premier auteur Gianni Jacucci du département de chimie de Cambridge. " Cependant, nous devons d'abord comprendre quelles sont les limites de la recréation de ces types de couleurs avant que toute application commerciale ne soit possible."

"La plupart des exemples de couleur structurelle dans la nature sont irisés - jusqu'à présent, des exemples de couleur structurelle mate naturelle n'existent que dans les teintes bleues ou vertes, " a déclaré le co-auteur Lukas Schertel. " Lorsque nous avons essayé de recréer artificiellement une couleur structurelle mate pour les rouges ou les oranges, on se retrouve avec un résultat de mauvaise qualité, à la fois en termes de saturation et de pureté des couleurs."

Les chercheurs, qui sont basés dans le laboratoire du Dr Silvia Vignolini, utilisé la modélisation numérique pour déterminer les limites de la création saturée, couleur structurelle rouge pure et mate.

Les chercheurs ont modélisé la réponse optique et l'apparence des couleurs de nanostructures, comme on le trouve dans le monde naturel. Ils ont trouvé que saturé, les couleurs structurelles mates ne peuvent pas être recréées dans la région rouge du spectre visible, ce qui pourrait expliquer l'absence de ces teintes dans les systèmes naturels.

"En raison de l'interaction complexe entre la diffusion simple et la diffusion multiple, et les contributions de la diffusion corrélée, nous avons trouvé qu'en plus du rouge, le jaune et l'orange sont également à peine atteignables, " dit Vignolini.

Malgré les limitations apparentes de la couleur structurelle, les chercheurs disent que ceux-ci peuvent être surmontés en utilisant d'autres types de nanostructures, telles que des structures de réseau ou des structures hiérarchiques multicouches, bien que ces systèmes ne soient pas encore entièrement compris.