Dipingere con la vernice atomica

Altro che doppia passata di verniciatura. Per colorare le superfici, d’ora in poi, potrebbe bastare una pellicola sottilissima, dello spessore di appena 15 o 20 atomi, stando alla recente scoperta dei fisici della Harvard School of Engineering and Applied Sciences (Seas), pubblicata sulla rivista Nature Materials: i ricercatori sono riusciti a verniciare delle superfici ultrasottili che hanno la proprietà di cambiare colore variandone la dimensione di pochi nanometri. A testimonianza della riuscita dell’esperimento, un piccolo foglio d’oro ricoperto di germanio fa bella mostra di sé, risplendendo di un rosso vivido, nella Harvard’s Pierce Hall.

Il segreto di questo fenomeno sta in quello che i fisici chiamano interferenza, lo stesso meccanismo per cui una superficie oleosa, ad esempio una pozza di benzina sull’asfalto, riflette nell’aria tutti i colori dell’iride. La luce, sostanzialmente, è un’onda elettromagnetica che si propaga nello spazio, e ogni colore è associato a una particolare lunghezza d’onda. Attraversando gli strati di benzina e acqua, le onde interferiscono tra loro, aumentando la luminosità di alcuni colori e attenuandone altri.

“Nel nostro gruppo, riesaminiamo frequentemente vecchi fenomeni, di cui si crede di sapere ormai tutto”, racconta Federico Capasso, coordinatore dell’équipe di ricerca. “E spesso scopriamo cose nuove ed eccitanti, che erano state trascurate”. È proprio quello che è avvenuto in questo caso: finora si pensava che l’interferenza, e quindi la riflessione dei colori, non potesse avvenire per pellicole troppo sottili. “Ma il nostro lavoro mostra come utilizzando un rivestimento assorbente molto sottile, e in particolare più sottile della lunghezza d’onda della luce, l’effetto d’interferenza è ancora presente”.

La pellicola viene applicata sul campione tramite tecniche standard, litografia e deposito di vapore: in questo modo, è sufficiente una minima quantità di materiale per riprodurre facilmente disegni elaborati su qualsiasi superficie. “È incredibile”, continua Capasso. “Basta aggiungere uno spessore di 15 o 20 atomi per variare completamente il colore”.

L’Harvard Office of Technology Development ha fatto ora richiesta di brevetto per la scoperta, e sta lavorando alla commercializzazione di questa tecnologia, sia attraverso la fondazione di una start-up che rilasciando la licenza d’uso ad aziende già esistenti. I campi di applicazione sono molteplici: dalla produzione di prodotti di largo consumo, come bigiotteria o oggetti decorativi, a quella di dispositivi ottici, come filtri, schermi, rivelatori e modulatori.

Riferimenti: Nature Materials doi:10.1038/nmat3443

Credits immagine: Mikhail Kats, Romain Blanchard, e Patrice Genevet