De felle kleuren van sommige vlinders, kevers of vogels zijn niet te wijten aan de aanwezigheid van pigmenten die selectief licht absorberen, maar door de zogenaamde structurele kleuring. Structurele kleuring vindt plaats op oppervlakken met een nanostructuur met afmetingen die vergelijkbaar zijn met die van de golflengte van het invallende licht (meestal onder de micron). Deze geordende nanostructuren staan ​​bekend als fotonische kristallen. Er is grote belangstelling voor het leveren van cellulose, het meest voorkomende polymeer op aarde, biocompatibel en biologisch afbreekbaar, met deze structuren die nieuwe optische en elektrische functionaliteiten kan bieden.

De studie die vandaag is gepubliceerd in Natuurfotonica , geleid door Dr. Agustín Mihi van het Institute of Materials Science van Barcelona (ICMAB-CSIC), creëert voor het eerst fotonische kristallen en plasmonische structuren van een cellulosederivaat door middel van nanostructurering met de zachte lithografietechniek. Door de cellulosefilm periodiek te nanostructureren, het is niet langer transparant en begint intense kleuren te reflecteren, afhankelijk van het patroon waarmee het is gevormd.

Met deze nieuwe, volledig schaalbare en goedkope techniek, alternatief voor de traditionele zelfassemblage van cellulose nanokristallen, op dit polymeer wordt in zeer korte tijd een hoogwaardige en reproduceerbare nanostructuur gecreëerd, en het bereiken van een breed scala aan iriserende kleuren, alleen afhankelijk van de grootte en morfologie van de gecreëerde structuren.

Deze fotonische kristallen kunnen op verschillende substraten worden geprint om fotonische eigenschappen te verkrijgen op oppervlakken die deze eigenschap niet hebben, zoals papier, het aantonen van het potentieel van deze technologie als fotonische inkt, voor toepassingen in anti-namaaktechnologie, verpakking, decoratief papier, etiketten of sensoren, onder andere.

Wanneer deze structuren worden bedekt met een dunne metalen laag, ze verwerven plasmonische eigenschappen terwijl ze hun flexibiliteit behouden, heldere kleuren bereiken. Verder, afhankelijk van het type cellulosederivaat dat wordt gebruikt, de mate van biologische afbreekbaarheid en oplosbaarheid in water kan worden afgestemd. Deze plasmonische structuren kunnen worden gebruikt als wegwerpsensoren voor Raman-emissie of om het door een kleurstof uitgestraalde licht te vergroten.