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mai 9

A cor nano ou a cor inexistente

 

    Um importante pintor e artista plástico brasileiro, Israel Pedrosa, escreveu um livro com um título estranho: Da cor à cor inexistente. Geralmente, as cores estão associadas a substâncias químicas, como pigmentos e corantes que encontramos nos materiais e principalmente nas tintas. Entretanto, mesmo na ausência delas, muitos materiais podem se apresentar fortemente coloridos, geralmente com um aspecto iridescente. É o caso da asa da borboleta, das pedras de opala, e das rochas peacock (pavão) multicoloridas. Na realidade, são cores físicas, originadas do fenômeno de difração de luz, regido pela Lei de Bragg (Eq. 1),

                                               nl = 2dsenq                          (Eq. 1)

    Quando a luz incide sobre planos atômicos repetitivos, separados por uma distância (d) coincidentes (ou múltiplos) com os comprimentos de onda da região do visível (400 a 760 nm), ela só irá emergir da superfície quando essa condição for satisfeita. Em outras palavras, o comprimento de onda l da luz emergente deve ser múltiplo da distância interplanar, e isso dá origem à cor que antes não existia. Se não houver multiplicidade, a luz será extinta, devido à interferência destrutiva entre as ondas eletromagnéticas.  Além disso, as cores variam com o ângulo de observação, como expresso pela Lei de Bragg. Esse efeito especial é conhecido como dicroísmo.

    As asas de borboletas possuem nanoestruturas que são responsáveis pelas cores iridescentes observadas (Figura 1).

 

Figura 1. A asa da borboleta contém nanoestruturas regulares geradas pelas fibras orgânicas, que difratam a luz, gerando cores Nano. A aplicação de uma gota de álcool ou de outro solvente provoca uma mudança local da cor, devido à expansão das distâncias interplanares.

 

    Devido ao fenômeno de difração, muitos materiais em nanoescala, depositados em camada sobre camada, podem apresentar propriedades óticas do tipo Nano. Por isso, filmes finos transparentes, com espessuras na ordem de algumas centenas de nanômetros, são capazes de difratar as ondas de luz, gerando o fenômeno de cores inexistentes (Figura 2).

Figura 2. Comparação entre a lâmina de um estilete novo (a) e a mesma lâmina, com tonalidades azuladas,  após ser exposta a uma chama em atmosfera oxidante (b), onde foi gerado um nanofilme de óxido metálico na superfície, alterando sua cor

 

    Assim, finas camadas de óxido metálico, formados sobre titânio, aço inoxidável, níquel, crômio e nióbio, podem dar origem a cores Nano. Isso tem sido explorado em objetos de arte, e até na fabricação de joias e bijuterias.  As bolhas de sabão e seus filmes em água, ou ainda uma camada de ar entre duas superfícies de vidro pode apresentar um espectro de cores envolvendo a interação de camadas moleculares incolores com a luz branca. 

 

REFERÊNCIAS

  • Nanotecnologia experimental - Henrique Eisi Toma, Delmarcio Gomes, Ulisses Condomitti. Ed. Edgard Blucher, São  Paulo, 2016

Olhar Nano