Foto: Shutterstock ‘Het voordeel is dat deze verf niet vervaagt’, zegt Jessica Clough, onderzoeker bij leerstoelgroep Fysische Chemie en Soft Matter. ‘Daarnaast bevat het geen toxische pigmenten en is daardoor niet schadelijk voor de gezondheid. De onderzoekers* publiceerden hun bevindingen in wetenschappelijk magazine Advanced Optical Materials.
Er zijn fossielen van insecten die miljoenen jaren oud zijn en toch nog net zo sterk gekleurd
Jessica Clough, onderzoeker bij Fysische Chemie en Soft Matter
Normaal gesproken ontstaat kleur omdat pigmenten in de verf een deel van het licht absorberen en een deel weerkaatsen. Je ziet alleen het licht dat weerkaatst wordt. De reden dat kleur ontstaat, is tevens de reden voor de vergankelijkheid. Want bij het absorberen van licht ontstaan chemische processen die het pigment afbreken.
Miljoenen jaren goed
Het kan ook anders. Bij vlindervleugels of pauwenveren bijvoorbeeld, gaan de stralen die niet teruggekaatst worden gewoon rechtdoor, in plaats van dat ze geabsorbeerd worden. Daardoor ontstaat een zogenoemde fotonische kleur, die zeer lang zijn intensiteit behoudt. Clough: ‘Er zijn fossielen van insecten die miljoenen jaren oud zijn en toch nog net zo sterk gekleurd.’
De onderzoekers slaagden erin om de nanostructuren uit het dierenrijk na te bouwen in het lab door piepkleine plastic balletjes op te stapelen. Tussen de balletjes stopten ze silica, en soort zandachtig materiaal. Bij verhitting verdwijnen de plastic bolletjes en het silica wordt hard. Zo ontstaat er een geraamte met lucht op de plaatsen van de balletjes. De grootte van de balletjes bepaalt welke kleur er ontstaat: blauw bij de kleinste balletjes, dan groen en paars bij de grootste balletjes.
Rood is lastig
Vooralsnog is het kleurenassortiment beperkt. ‘Blauw en groen lukken goed’, vertelt Clough. ‘Maar structuren die rood weerkaatsen, weerkaatsen ook blauw. Dus dan wordt het paars.’ In de natuur zijn er ook geen rode fotonische kleuren. Rode veren bij papegaaien zijn bijvoorbeeld het gevolg van een chemische kleur. De onderzoekers hopen dit in de toekomst te verhelpen met een mengsel van kleine en grote balletjes, dat blauw niet weerkaatst.
Ook felle kleuren zijn nog lastig omdat de balletjes wit licht weerkaatsen, zodat pastelkleuren ontstaan. ‘Dat kun je onderdrukken door een beetje houtskool toe te voegen’, vertelt Clough.
De verf kan in productie genomen worden voor allerlei toepassing, maar is nu nog te duur omdat die in het lab wordt gemaakt. In een fabriek kan het volgens Clough goedkoper. Ze heeft er zelf al een paar schilderijtjes mee gemaakt gebaseerd op het werk van Van Gogh. ‘Ik hou van schilderen. Hij is één van mijn favorieten.’
*Het onderzoek is uitgevoerd in samenwerking met: Joris Sprakel, Tom Kodger, Elise Guimard, Cindy Rivet