Pesquisador e professor cria tinta que ajuda a economizar energia

Inspirada em borboletas, é a primeira tinta com cor física, sem corantes ou pigmentos

A primeira alternativa ecológica, em larga escala e multicolorida para corantes à base de pigmentos foi desenvolvida na Universidade da Flórida Central (UCF), em Orlando (EUA). É a tinta de cor física, também chamada de cor estrutural, gerada a partir de metais ou óxidos metálicos.

“A variedade de cores e matizes no mundo natural é surpreendente – de flores coloridas, pássaros e borboletas a criaturas subaquáticas como peixes e cefalópodes”, diz Chanda. “A cor estrutural serve como mecanismo primário de geração de cores em várias espécies extremamente vívidas, onde o arranjo geométrico de dois materiais tipicamente incolores produz todas as cores. Por outro lado, com o pigmento feito pelo homem, novas moléculas são necessárias para cada cor presente”, completa.

Com base nessas bioinspirações, o grupo de pesquisa do professor criou a chamada “tinta plasmônica”, que utiliza um arranjo estrutural em nanoescala de materiais incolores – alumínio e óxido de alumínio – em vez de pigmentos para criar cores. Os corantes estruturais controlam a maneira como a luz é refletida, espalhada ou absorvida com base puramente no arranjo geométrico das nanoestruturas.

Mesmo sendo livre de moléculas sintetizadas artificialmente, é possível criar tintas duradouras de todas as cores usando um aglutinante comercial. “A cor normal desbota porque o pigmento perde sua capacidade de absorver fótons”, diz Chanda. “Aqui, não estamos limitados por esse fenômeno. Uma vez que pintamos algo com cor estrutural, deve permanecer por séculos.”

A tinta plasmônica reflete todo o espectro infravermelho. Isso significa que menos calor é absorvido pela tinta e a superfície será mais fria do que se fosse coberta com tinta comercial padrão. “Mais de 10% da eletricidade total nos EUA vai para o uso do ar condicionado”, diz Chanda. “A diferença de temperatura que a pintura plasmônica promete levaria a uma economia significativa de energia. Usar menos eletricidade para resfriamento também reduziria as emissões de dióxido de carbono, diminuindo o aquecimento global”.

A tinta plasmônica também é extremamente leve, diz o pesquisador. Isso se deve à grande relação área/espessura da tinta, com coloração total alcançada com uma espessura de tinta de apenas 150 nanômetros, tornando-a a tinta mais leve do mundo. O professor exemplifica que apenas cerca de 1,3 kg de tinta plasmônica poderia cobrir um Boeing 747 – que normalmente requer mais de 453 kg de tinta convencional.

Chanda conta que seu interesse em cores estruturais vem da vibração das borboletas. “Quando criança, sempre quis construir uma borboleta. A cor atrai meu interesse”, diz.

Ainda de acordo com o pesquisador, os próximos passos do projeto incluem uma maior exploração dos aspectos de economia de energia da tinta para melhorar sua viabilidade como tinta comercial.

“A tinta pigmentada convencional é feita em grandes instalações onde podem produzir centenas de galões de tinta”, diz ele. “Neste momento, a menos que passemos pelo processo de aumento de escala, ainda é caro produzir em um laboratório acadêmico.”

“Precisamos trazer algo diferente, como não toxicidade, efeito de resfriamento, peso ultraleve, que outras tintas convencionais não conseguem”, finaliza.

Mais detalhes sobre a solução você encontra, em inglês, na revista científica Science Advances.