Kleuren worden op verschillende manieren geproduceerd. De bekendste kleuren zijn pigmenten. Echter, de zeer heldere kleuren van de blauwe tarantula of pauwenveren zijn niet het gevolg van pigmenten, maar van nanostructuren die ervoor zorgen dat de gereflecteerde lichtgolven elkaar overlappen. Dit levert buitengewoon dynamische kleureffecten op. Wetenschappers van het Karlsruhe Institute of Technology (KIT), in samenwerking met internationale collega's, zijn er nu in geslaagd nanostructuren te repliceren die dezelfde kleur genereren ongeacht de kijkhoek.

In tegenstelling tot pigmenten, structurele kleuren zijn niet giftig, levendiger en duurzamer. Bij industriële productie, echter, ze hebben het nadeel dat ze sterk iriserend zijn, wat betekent dat de waargenomen kleur afhangt van de kijkhoek. Een voorbeeld is de achterzijde van een cd. Vandaar, dergelijke kleuren kunnen niet voor alle toepassingen worden gebruikt. Heldere kleuren van dieren, daarentegen, zijn vaak onafhankelijk van de gezichtshoek. Veren van de ijsvogel lijken altijd blauw, vanuit welke hoek we ook kijken. De reden ligt in de nanostructuren:terwijl reguliere structuren iriserend zijn, amorfe of onregelmatige structuren geven altijd dezelfde kleur. Nog, de industrie kan alleen op economisch efficiënte wijze reguliere nanostructuren produceren.

Radwanul Hasan Siddique, onderzoeker van het KIT in samenwerking met wetenschappers uit de VS en België heeft nu ontdekt dat de blauwe tarantula geen irisatie vertoont ondanks periodieke structuren op zijn haren. Eerst, hun studie onthulde dat de haren meerlagig zijn, bloemachtige structuur. Vervolgens, de onderzoekers analyseerden het reflectiegedrag met behulp van computersimulaties. parallel, ze bouwden modellen van deze structuren met behulp van nano-3D-printers en optimaliseerden de modellen met behulp van de simulaties. Uiteindelijk, ze produceerden een bloemachtige structuur die dezelfde kleur genereert over een kijkhoek van 160 graden. Dit is de grootste kijkhoek van alle synthetische structurele kleuren die tot nu toe zijn bereikt.

Afgezien van de meerlagige structuur en rotatiesymmetrie, het is de hiërarchische structuur van micro tot nano die zorgt voor een homogene reflectie-intensiteit en kleurveranderingen voorkomt.

Via de grootte van de "bloem, " de resulterende kleur kan worden aangepast, wat deze kleurmethode interessant maakt voor de industrie. "Dit zou een belangrijke eerste stap kunnen zijn naar een toekomst waarin structurele kleurstoffen de giftige pigmenten vervangen die momenteel in textiel worden gebruikt. verpakking, en cosmetische industrie, " zegt Radwanul Hasan Siddique van KIT's Institute of Microstructure Technology, die nu bij het California Institute of Technology werkt. Hij acht toepassing op korte termijn in de textielindustrie haalbaar.

Dr. Hendrik Hölscher denkt dat de schaalbaarheid van nano-3D-printen de grootste uitdaging is op weg naar industrieel gebruik. Er zijn maar weinig bedrijven in de wereld die dergelijke afdrukken kunnen maken. Naar zijn mening, echter, snelle ontwikkeling op dit gebied zal dit probleem in de nabije toekomst zeker oplossen.