Cientistas desenvolveram uma técnica revolucionária para criar cores que podem mudar sob comando. Essas são cores estruturais que não dependem de corantes ou pigmentos e podem ser usadas em sinalização, camuflagem adaptativa e etiquetas de segurança inteligentes, entre outras aplicações.

As cores estruturais não são criadas por pigmentos ou corantes, mas sim por arranjos incolores de nanoestruturas físicas. Quando as ondas de luz atingem essas nanoestruturas, elas interferem umas com as outras. Algumas ondas se cancelam (são absorvidas), enquanto as restantes são refletidas (ou dispersas) de volta aos nossos olhos, produzindo a cor que vemos.

Os sistemas de cores estruturais podem ser projetados para refletir múltiplas cores a partir do mesmo material incolor. Isso difere dos pigmentos, que absorvem a luz e refletem apenas uma cor — pigmentos vermelhos refletem vermelho, pigmentos azuis refletem azul e assim por diante.

Há anos existe o desejo de tornar as cores estruturais dinâmicas, ou seja, alterá-las sob demanda. No entanto, transformar isso em realidade comercial tem sido dificultado pela complexidade das estruturas em si, que são difíceis de fabricar, e pela falta de uma maneira simples de trocar as cores.

Para superar esses desafios, uma equipe da Universidade da Flórida desenvolveu um método para alterar as cores estruturais usando um material cujas propriedades se modificam quando aquecido. Como os pesquisadores descrevem em seu artigo publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences , eles empilharam uma fina camada de dióxido de vanádio (um material inteligente conhecido como material de mudança de fase) sobre uma camada refletora de alumínio.

Quando aquecido acima de uma temperatura específica, o dióxido de vanádio passa de isolante para metal, acompanhado por uma mudança em sua estrutura cristalina. Quando a luz incide sobre essa estrutura, parte dela é refletida na superfície do dióxido de vanádio, enquanto o restante a atravessa e é refletido pelo alumínio abaixo.

Esses dois caminhos de luz refletidos interferem um com o outro. A rápida mudança estrutural no dióxido de vanádio altera o tempo de reflexão da luz na parte superior e inferior, fazendo com que fiquem fora de fase. Isso altera a cor que é cancelada, o que, por sua vez, altera a cor que vemos.

O design em camadas facilitou para a equipe a produção de mudanças de cor em diversos materiais e lhes deu uma nova e poderosa capacidade de controlar a cor.

"Essa abordagem produz mudanças de cor vívidas e reversíveis em superfícies rígidas e flexíveis, sem a necessidade de nanofabricação complexa", escreveram os pesquisadores em seu artigo. "Ao projetar a forma como o material é cultivado, podemos ampliar a paleta de cores e ajustar a temperatura na qual a mudança ocorre."

Demonstrando seu potencial para uma variedade de aplicações, a equipe demonstrou com sucesso a troca dinâmica de cores em grandes áreas de superfícies rígidas e materiais flexíveis, incluindo têxteis e tecidos.