Molto più che colorato

Galinski fornisce un altro esempio: insieme all'Empa, gli scienziati dell'ETH hanno trasferito il concetto di sensore ai tessuti. "Abbiamo applicato alle fibre tessili un sistema termocromico che indica a colori i danni materiali dovuti al calore", che in alcune circostanze può essere salvavita. I vigili del fuoco sono spesso esposti a situazioni molto critiche. Se un materiale come una corda o un capo di abbigliamento si surriscalda a causa del fuoco o di un forte attrito, la sua funzione viene compromessa. Il cambiamento di colore indica il danno e mette in guardia da un ulteriore utilizzo.

Il colore diventa così un riflesso della funzione e una componente sensoriale. "Noi esseri umani giudichiamo il nostro ambiente in base ai colori per tutto il giorno. Il rosso nel traffico stradale, ad esempio, significa 'stop'", afferma Galinski. E Spolenak aggiunge: "Il danno materiale è fondamentalmente microscopico, ma il nostro sistema a strati amplifica gli effetti e quindi alla fine diventano visibili a occhio nudo attraverso il cambiamento di colore" Il sistema sulle fibre tessili è composto da diversi strati. Tuttavia, solo lo strato più esterno, spesso solo 20 nanometri, reagisce alla temperatura. Si cristallizza e il colore cambia.

Poco materiale, molta luce

"Tuttavia, siamo interessati anche alle interazioni luminose su larga scala basate su strati sottili", afferma Ralph Spolenak. E per una buona ragione: se una grande quantità di luce può essere catturata in una piccola quantità di materiale fino al suo completo assorbimento, questo ha un enorme potenziale nel campo delle celle solari e di altri materiali energetici. "Se questo tipo di concentrazione della luce, che può essere utilizzata anche per creare colori, richiede solo un piccolo volume di materiale, è molto efficiente", aggiunge la fisica Galinski.

Il gruppo di Spolenak ha recentemente sviluppato un principio per catturare in modo efficiente la luce utilizzando reti nanoscopiche. Queste reti sono costituite da una lega speciale e permettono di assorbire fino al 99% della luce, indipendentemente dall'angolo di incidenza.

Qualche anno fa, il gruppo, insieme a un team internazionale di ricercatori, ha sviluppato con successo un principio per produrre rivestimenti metallici di diversi colori. Il materiale di rivestimento consiste in una speciale struttura fine composta da due diversi strati. Lo strato inferiore è costituito da una rete di metalli intervallati da minuscoli pori. La parte superiore è costituita da un sottile strato di ossido. Il colore viene creato principalmente dall'interazione della luce con lo strato di confine disordinato dei due materiali. Lo spessore di questo strato determina il colore: ad esempio, 12 nanometri rendono il materiale verdastro, 24 nanometri giallo e 48 nanometri blu.

Anche Claudiadele Polinari della scuola di maturità liceale ha prodotto colori strutturati come parte della sua tesi di maturità. Voleva rappresentare una gamma di colori più ampia possibile e non solo alcuni singoli colori. Con il suo principio a due strati, tuttavia, la giovane ricercatrice ha raggiunto i suoi limiti con le sfumature di verde. Nonostante questo, o forse proprio per questo, ha imparato molto durante il suo breve soggiorno di ricerca all'ETH. E i molti campioni di colore di successo sono ora appesi incorniciati come un quadro alla parete sopra il tavolo delle riunioni. ? bello quando i risultati di ricerca sono così attraenti dal punto di vista visivo.