Geïnspireerd door het haar van blauwe vogelspinnen, onderzoekers van de Universiteit van Akron leiden een team dat een structureel gekleurd materiaal heeft gemaakt dat consistente kleuren vertoont vanuit alle kijkrichtingen. Deze bevinding verwerpt de conventionele wijsheid dat fotonische structuren op lange afstand altijd iriserend zijn, nieuwe mogelijkheden openen voor massaproductie van structurele kleuren, omdat sterk geordende ontwerpen eenvoudig op te schalen en te produceren zijn. Bor-Kai (Bill) Hsiung en zijn collega's aan de UA, Universiteit Gent, Karlsruhe Institute of Technology en de Universiteit van Nebraska-Lincoln publiceerden hun onderzoek, die op de omslag van het tijdschrift van januari 2017 staat: Geavanceerde optische materialen .

"Structurele kleuren zijn levendiger en duurzamer dan de pigmenten die in de meeste door mensen gemaakte producten worden gebruikt, " legde Hsiung uit, de hoofdauteur van dit onderzoek en een Biomimicry Fellow in de Integrated Bioscience Ph.D. programma aan de Universiteit van Akron. "Ze worden geproduceerd door optische effecten wanneer licht interageert met nanostructuren die ongeveer even groot zijn als de golflengte van licht." Denk aan een pauw, of een vlinder. Het probleem is dat de meeste structurele kleuren sterk iriserend zijn, veranderende kleur wanneer bekeken vanuit verschillende hoeken. Het is prachtig in de natuur, maar niet erg functioneel als we televisie kijken en we verhuizen naar een nieuwe stoel."

Het team ontdekte voor het eerst dat veel levendige blauwe vogelspinnen geen irisatie vertonen, hoewel de spinnen nanostructuren gebruiken om die kleuren te produceren. Omdat de blauwe kleur van de spin niet iriserend is, Het team van Hsiung suggereerde dat hetzelfde proces zou kunnen worden toegepast om pigmentvervangingen te maken die nooit vervagen, en om schittering op groothoekweergavesystemen in telefoons te verminderen, televisies en andere apparaten.

Toen ze dieper groeven, ze ontdekten dat de haren van sommige soorten blauwe vogelspinnen een speciale bloemachtige vorm vertonen waarvan ze veronderstelden dat het het iriserende effect als gevolg van periodieke structuren verminderde. Vervolgens, dankzij de crowdfunding-push die ze eerder kregen, ze waren in staat om deze hypothese te testen met behulp van een reeks computersimulaties en fysieke prototypes gebouwd met behulp van geavanceerde nano-3D-printtechnologie.

Hun kleur geproduceerd door de 3D-geprinte structuren heeft een kijkhoek van 160 graden, de grootste kijkhoek van alle synthetische structurele kleuren gedemonstreerd.

"Deze structurele kleurstoffen kunnen worden gebruikt als pigmentvervanging - waarvan er vele giftig zijn - in materialen zoals kunststoffen, metaal, textiel en papier, en voor het produceren van kleur voor groothoekweergavesystemen zoals telefoons en televisies, ' zei Hsiung.