Nanofibras diseñadas para dar color a los materiales sin pintura.

Investigadores chinos de la Universidad de Suzhou (condado de Suzhou en la provincia de Jiangsu), bajo la guía del físico y químico de polímeros Ke Quin Zhang, pudieron fabricar nanofibras de látex de tal manera que parecían tener propiedades de "color estructural". Al ajustar la longitud de las fibras, los científicos han logrado la transmisión de diferentes colores. Si logran dar a estas fibras suficiente resistencia, en el futuro será posible producir telas multicolores sin el uso de tintes.

El teñido de telas en la industria ligera moderna requiere una gran cantidad de pigmento. Dependiendo del color, el pigmento puede ser bastante costoso . Se gasta mucha agua y energía en pintar, y los desechos y las cosas arrojadas pueden contaminar el medio ambiente.

Efecto de color estructural, o "esquema", da color visible a las superficies que no tienen pigmento real. Debido a las características microscópicas de la estructura de la superficie, la luz que se refleja en ellas sufre interferencia, por lo que cambia de color. Este efecto es utilizado en la naturaleza por los pavos reales, algunas aves, mariposas y escarabajos, y como los científicos descubrieron recientemente, en parte los camaleones .



Ke-Quin Zhang quería usar el mismo efecto para crear fibras. Él y sus colegas comenzaron a sintetizar nanopartículas del mismo tamaño a partir de látex sintético a base de poliestireno (P (St-MMA-AA)). Los científicos inyectaron de este material de nanoesfera en una solución de alcohol polivinílico (PVA), y el líquido viscoso resultante se tomó con una jeringa.

Luego, utilizando un " hilo eléctrico " , un proceso en el que una carga eléctrica extrae nanofibras de un líquido, los científicos crearon pequeñas alfombras que luego lavaron y secaron. El lavado eliminó los restos del PVA, y los ojos de los científicos aparecieron en esteras multicolores, formadas por fibras de nanoesferas densamente empaquetadas.

El color de las alfombras depende del tamaño de las nanoesferas. Su tamaño corresponde a la longitud de onda de la luz, por lo que un conjunto de esferas idénticas refleja solo la luz con una determinada longitud de onda, dando un color casi puro. Las esferas de 220 nm producen fibras verdes, 246 nm producen rojo y 280 nm producen violeta.

Es cierto que el color real no resultó puro debido a la dispersión de Mi: la dispersión de la luz por una partícula esférica (llamada así por el físico alemán Gustav Mi, quien resolvió este problema en 1908). Si empacamos nanofibras incluso en tubos de vidrio, forman estructuras geométricamente más regulares y disminuye la dispersión espuria.

Pero el problema principal sigue siendo la resistencia mecánica: las fibras obtenidas por tales métodos con un diámetro de 1.3 μm no son lo suficientemente fuertes como para usarse en la ropa. Cuando los científicos logran crear fibras de suficiente resistencia, sus fibras indudablemente encontrarán aplicación en una amplia variedad de industrias.

Source: https://habr.com/ru/post/es381039/