Biru Warna Paling Terang yang Ada di Alam, Benarkah?

KOMPAS.com - Dari bulu burung hingga kulit buah, alam memiliki dua cara utama untuk menampilkan warna, yaitu melalui zat pigmen yang memberikan penyerapan warna selektif, atau melalui warna struktural - penggunaan struktur mikroskopis untuk mengontrol pantulan cahaya.

Para ilmuwan telah merancang model komputer yang menjelaskan mengapa warna struktural paling terang di alam, hampir selalu warna biru dan hijau. Karena, itulah batas warna struktural dalam spektrum cahaya tampak.

Selain memberi pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana warna biru dan hijau menjadi warna paling cerah yang tercipta di alam, penelitian ini juga penting untuk mengembangkan cat dan pelapis yang cerah dan ramah lingkungan yang tidak akan pudar seiring waktu atau melepaskan bahan kimia beracun.

"Selain intensitas dan ketahanannya terhadap pudar, cat yang menggunakan warna struktural juga akan jauh lebih ramah lingkungan, karena pewarna dan pigmen beracun tidak diperlukan dalam pembuatannya," kata fisikawan Gianni Jacucci dari Universitas Cambridge di Inggris. .

"Namun, pertama-tama kami perlu memahami, apa batasan untuk menciptakan kembali jenis warna ini sebelum aplikasi komersial memungkinkan."

Dengan warna struktural, kerangka skala nano di permukaan menentukan warna sebenarnya itu sendiri.

Terkadang seperti pada bulu merak, misalnya - warna itu bisa berwarna-warni, dan bergeser di antara corak warna pada sudut yang berbeda dan di bawah cahaya yang berbeda. Ini diproduksi oleh struktur kristal yang teratur.

Dengan struktur lain, Anda mendapatkan warna matte yang tidak berubah akibat struktur yang tidak teratur di alam, hal ini hanya terlihat dalam menghasilkan rona biru dan hijau.

Tujuan dari studi baru yang telah dipublikasikan di PNAS ini adalah untuk melihat, apakah ini merupakan batasan inheren dari struktur tersebut.

Model komputer baru, berdasarkan bahan buatan yang disebut kacamata fotonik, menunjukkan bahwa merah memang berada di luar cakupan teknik hamburan di balik warna struktural matte, di mana wilayah panjang gelombang spektrum yang terlihat tidak dapat dengan mudah dipantulkan menggunakan teknik struktur permukaan mikroskopis ini.

"Karena interaksi yang kompleks antara hamburan tunggal dan hamburan ganda, dan kontribusi dari hamburan berkorelasi, kami menemukan bahwa selain warna merah, warna kuning dan oranye juga sulit dicapai," kata ahli kimia Silvia Vignolini, dari Universitas Cambridge.

Inilah sebabnya, mengapa merah matte cerah diproduksi menggunakan pigmen di alam, bukan warna struktural.

Tim peneliti berpikir evolusi di alam menyebabkan berbagai cara menghasilkan warna merah, karena batas struktur yang mendasarinya.

Mengetahui lebih banyak tentang bagaimana warna struktural matte ini dibuat, akan membawa kita lebih dekat untuk menghasilkan cat yang bebas dari pigmen dan pewarna - sebuah langkah maju yang signifikan dalam bahan yang tahan lama dan ramah lingkungan untuk banyak aplikasi.

Hal tersebut mungkin masih agak jauh, dan sepertinya pendekatan yang berbeda akan diperlukan untuk warna merah dan oranye - jenis struktur nano lain mungkin dapat melakukan pekerjaan itu, setelah penelitian lebih rinci dilakukan, tetapi untuk saat ini ilmuwan material mengalami masalah yang sama dengan alam.

"Ketika kami mencoba membuat ulang warna struktural matte untuk merah atau jingga, kami mendapatkan hasil yang berkualitas buruk, baik dalam hal saturasi dan kemurnian warna," kata ahli kimia Lukas Schertel, dari Universitas Cambridge.