Há milhares de anos, a natureza tem produzido efeitos visuais coloridos em diversos animais. Qual é o princípio físico por detrás deles e como poderemos usá-lo na indústria têxtil? A cor estrutural difere da cor química que é encontrada na maioria dos seres vivos pela ausência de pigmentos, sendo resultado apenas de efeitos óticos superficiais. Alguns exemplos deste fenômeno são as asas das borboletas, penas de pavão e couraça de besouros que, por causa de suas cores iridescentes, causam o fascínio da humanidade desde à antiguidade.

Pesquisadores querem replicar essa avançada nanotecnologia da natureza para criar cores nos tecidos sem precisar tingi-los. Esse é uma das pesquisas da biomimética. As asas das borboletas são os melhores exemplos de geração de cores estruturais e com o advento da microscopia, o detalhamento dessas estruturas permitiu elevar o conhecimento do fenômeno assim como o avanço da nanotecnologia, possibilitou criar reproduções artificiais dessas estruturas que podem ter aplicações em diversos campos.

A cor estrutural é um efeito puramente físico e presente em diversos organismos na natureza, e poder recriar industrialmente esse efeito de cores nos tecidos, sem corantes químicos e tingimento, será um grande avanço sustentável na indústria da moda.

Cor estrutural, a nanotecnologia da natureza que poderá substituir os corantes e tingimento têxtil stylo urbano-1

A cor é o modo como visualizamos os diferentes comprimentos de onda da luz. As cores que nós vemos dependem do modo como a luz, que é refletida ou transmitida desde os objetos, chega aos nossos olhos. A origem mais comum da cor é a pigmentação: praticamente tudo o que nós vemos, incluindo nossas roupas e nós próprios, é colorida por moléculas de pigmento.

Mas existe um outro modo de se obter cor – uma maneira pela qual os frutos, as abelhas, as borboletas e os pavões, por exemplo, todos usam: a cor estrutural. As suas cores mudam dependendo do nosso ponto de vista, devido à existência de estruturas microscópicas nas suas superfícies que interferem com a reflexão da luz. Os humanos têm usado a cor estrutural muito antes de se conhecer a sua causa, e hoje em dia os cientistas estão se inspirando na natureza para desenvolver ainda mais a cor estrutural.

Com uma gota de álcool, a asa muda de cor para verde, depois quando o álcool evapora, muda de novo para azul. Por quê? Uma vez que a cor que vemos é formada por nanoestruturas que refractam a luz no comprimento de onda azul, com a adição do álcool, a luz fica distorcida e reflete o verde. As cores estruturais geralmente aparecem brilhantes, reluzentes, iridescentes ou com aparência metálica, como resultado de processos físicos como difração, interferência ou dispersão com uma perda dissipativa tipicamente pequena.

Novos tecidos sustentáveis com cor estrutural

Ke-Qin Zhang, um químico de polímeros e físico da Universidade Soochow na China, criou fibras com propriedades de cor estrutural para que não seja necessário nenhum corante e nem a cor desaparecerá. Através da pesquisa chamada “Cor estrutural de Nanopartículas faz fibras brilhantes“, Zhang descobriu que poderia “tecer” fibras de nanopartículas de látex. Ao controlar o tamanho das nanopartículas, ele pode ajustar as cores das próprias fibras. Se ele conseguir produzir fibras fortes o suficiente para tecidos, um fabricante de roupas poderia vender uma roupa com várias cores sem precisar de corantes.

Este ajuste das fibras imita a cor estrutural da natureza. O efeito é chamado de metamerismo , que é a proporção da luz total emitida (emitida, transmitida ou refletida) por uma amostra de cor em cada comprimento de onda visível. Zhang queria aplicar este princípio às fibras sintéticas. “Basicamente, você pode projetar a estrutura e obter as cores diferentes“, disse ele. As fibras de cor estrutural não só evitarão os problemas ambientais causados pelos corantes, mas também não vão desbotar do tecido com as lavagens.

Essas novas descobertas de colorir tecidos sem corantes e tingimento é o futuro dos tecidos. Isso ocorre porque há uma mudança acontecendo com a consciência do consumidor sobre os problemas ambientais causados pelos corantes, colas, resinas de acabamento com formaldeído e aditivos químicos presentes no tecido, que causam crises alérgica em algumas pessoas quando em contato com certos tecidos. Cria um novo método que poderia eliminar completamente o processo de tingimento seria uma forte vantagem competitiva.

Como a cor estrutural é livre de corantes, os materiais estruturalmente coloridos atraíram a atenção de marcas de moda que prezam pela sustentabilidade, mas essa tecnologia recém descoberta ainda não produz fibras suficientemente fortes para serem utilizadas em tecidos. Zhang e sua equipe estão explorando maneiras de superar esse problema. Uma solução seria fabricar uma tinta com as esferas coloidais e imprimi-las sobre a superfície das fibras mais tradicionais.

O vídeo abaixo mostra uma ampliação microscópica das asas da borboleta azul e a impressionante nanotecnologia de cor estrutural.

Tecidos que criam ilusão de óptica

A cor do tecido abaixo é puramente um truque da luz. O Morphotex é uma fibra estruturalmente colorida, baseada em nanotecnologia, que imita a estrutura microscópica das asas da borboleta azul conhecida como Morpho. Fabricado pela empresa têxtil Teijin no Japão, o Morphotex não requer corantes ou pigmentos, nem a quantidade prodigiosa de água e energia utilizada no tingimento convencional.

Encontrada nas florestas tropicais da América do Sul, a Morpho é uma das maiores borboletas do mundo, com grandes e iridescente asas azuis. As asas tem um cor vívida na superfície e no lado de baixo é um marrom monótono que é o resultado de escalas microscópicas e sobrepostas que sincronizam determinados comprimentos de onda de luz ao cancelar outros.  A estilista australina Donna Sgro criou um vestido com o Morphotex.

A cor do Morphotex depende da estrutura das fibras e dos fenômenos físicos, como reflexão da luz, interferência, refração e dispersão para produzir sua opalescência. O tecido possui 60% de fibras de poliéster e nylon , dispostos em camadas alternadas que podem variar em espessura para produzir quatro cores básicas: vermelho, verde, azul e violeta.

Pesquisadores da University of Akron nos EUA estão estudando os efeitos ópticos das cores estruturais encontradas na tarântula azul por serem mais vibrantes e duráveis ​​do que as encontradas em produtos feitos pelo homem.  Acredita-se que este processo poderia ser replicado na indústria eletrônica para criar monitores e telas melhores, e também como uma alternativa ecológica para os pigmentos e corantes sintéticos utilizados em uma ampla gama de aplicações de materiais, incluindo tecidos, metais, plásticos e papel. Saiba mais aqui.

Cor estrutural, a nanotecnologia da natureza que poderá substituir os corantes e tingimento têxtil stylo urbano-2

Outra empresa que conseguiu desenvolver tecidos com a tecnologia de cor estrutural é a empresa têxtil de Taiwan U-Long com sua linha exclusiva de tecidos I-3D (Iridescente Têxtil 3-Dimensional) cuja inspiração foi as penas de aves e as escamas de borboletas, onde a interface é criada por uma série de mecanismos fotônicos, mostrando as diferentes cores por refração da luz sob diferentes ângulos.

Característica

Tecido com estrutura 3D.
A cor ou desenho muda junto com o corte e corpo em movimento.
Tecido inovador + corte criativo = CRIAÇÕES INFINITAS

Fique atento pois esta nova pesquisa sobre cor estrutural pode preparar o caminho para o desenvolvimento de uma nova tecnologia revolucionária sem corantes para a coloração das fibras. Longe de ser só uma curiosidade, a cor estrutural é uma importante ferramenta para acabar com a poluição das fontes de água causado pelos corantes químicos do tingimento têxtil. Esse é mais um exemplo de como a ciência da biomimética pode ser utilizada no design e para resolver problemas ambientais.

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