La cellulosa che cambia colore con l’umidità

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In natura ci sono numerosi esempi di animali che cambiano colore per mimetizzarsi, comunicare con i propri simili oppure per lanciare messaggi di avvertimento ai nemici; tra questi gli esempi più importanti sono rappresentati dai coleotteri, dalle farfalle e dai pavoni.

Questi animali non fanno altro che dare una risposta cromatica agli stimoli ambientali. In generale, i colori che si vedono ad occhio sono dovuti all’aggiunta di pigmenti colorati alle sostanze che costituiscono la struttura di un materiale e dipendono dalla luce riflessa oppure trasmessa dagli oggetti; più precisamente si vedono i colori complementari a quelli assorbiti dalle sostanze.

Invece i colori degli animali sopra citati sono di un tipo diverso: sono dovuti all’interferenza tra la luce e strutture di dimensioni nanometriche presenti all’interno del materiale stesso e, per questo motivo, sono chiamati “strutturali”. Ad esempio, le nanostrutture delle ali dei coleotteri sono responsabili dei loro brillanti colori cangianti. In altri termini, i colori strutturali sono generati dall’interazione della luce con strutture periodiche su nanoscala, come una serie di punti ordinati e linee sottili; i cambi di colore sono dovuti alla differenza nelle strutture con cui la luce interagisce.

Gli uomini hanno usato colori strutturali molto prima di conoscerne le cause, e oggi gli scienziati prendono ispirazione dalla natura per preparare materiali nanostrutturati che diano questo tipo di colori cangianti. Recentemente, la cellulosa nanocristallina ha attirato grande interesse grazie al fatto che è un materiale rinnovabile, ecosostenibile, molto leggero, flessibile e resistente; inoltre è modellabile a piacimento ed è impermeabile ai gas.

Il suo aspetto è quello di un gel trasparente e viscoso. Le sue applicazioni sono innumerevoli. Nella produzione della carta e del cartone può fungere da agente di rafforzamento, nei rivestimenti dell’imballaggio alimentare può essere impiegata come materiale da protezione contro l’ossigeno, il vapore acqueo, il grasso e l’olio.

Il presente è un’anticipazione dell’articolo che uscirà sul prossimo numero  della Rivista Macchine Alimentari. Per avere maggiori informazioni potete scrivere a redazione@macchinealimentari.it

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