Som svar på världsomspännande oro över de skadliga effekterna av kemiska ämnen på människors hälsa och miljön, de flesta utvecklade länder har lagligt begränsat användningen av färgämnen som innehåller tungmetaller eller cancerframkallande organiska föreningar; Således, att ersätta sådana färgmaterial med säkrare ämnen är en akut fråga. Motiverad av detta, en forskargrupp vid Nagoya University har funnit att pigment i olika färger kan erhållas genom att kombinera fina kiseldioxidpartiklar (vitt pulver) och ett komplex av järn och garvsyra (svart förening), som båda är billiga och ofarliga ämnen som används för livsmedel och kosmetika. Pigmenten förväntas vara ett alternativ till konventionella skadliga färgmaterial. Denna studie rapporterades i ACS Sustainable Chemistry &Engineering den 8 augusti, 2019.

Vissa konventionellt använda pigment och färgämnen innehåller tungmetaller och är cancerframkallande, vilket medför behovet av att ersätta dem med billigare och säkrare färgämnen. I denna forskning, gruppen framställde säkra och billiga pigment med fina partiklar baserade på kiseldioxid, som är rikligt på jorden, och tanninjärn (Fe-TA), härrör från garvsyra (TA) och järn (Fe) från växter. Genom att ändra storleken på de fina partiklarna som består av kiseldioxid och järntanat, den resulterande färgen kan ändras. Dessutom, vinkelberoendet för den resulterande färgen kan minskas genom att ändra partiklarnas aggregerade tillstånd. Dessutom, närvaron av TA ökar pigmentets mekaniska stabilitet och förbättrar dess vidhäftning till glassubstratet, vilket gör den lämplig för beläggningstillämpningar.

Huvudförfattaren säger "I våra dagliga liv, pigment och färgämnen som absorberar en del av det synliga spektrumet och sprider eller överför andra ljusfärger används i stor utsträckning. Dock, den naturliga världen innehåller inte bara pigment och färgämnen av detta slag, men också strukturellt färgade material, som visar levande färger på grund av samspelet mellan deras fina struktur och ljus. Med tanke på att, det råder ingen tvekan om att de säkra och billiga strukturfärgade pigmenten som introduceras i denna studie kommer att vara användbara för vardagen."

Strukturellt färgade material kan visa olika färger baserat på principen om ljusets tre primära färger. Dessutom, material vars färger inte beror på betraktningsvinkeln kan förberedas. I framtiden, gruppen förväntar sig att forskning om strukturellt färgade material kommer att resultera i utvecklingen av säkra och billiga färgämnen.