De ljusa färgerna på några fjärilar, skalbaggar eller fåglar beror inte på närvaron av pigment som selektivt absorberar ljus, men på grund av den så kallade strukturella färgningen. Strukturell färgning sker på ytor med en nanostruktur med dimensioner som liknar våglängden för det infallande ljuset (vanligtvis under mikron). Dessa ordnade nanostrukturer är kända som fotoniska kristaller. Det finns ett stort intresse för att tillhandahålla cellulosa, den vanligaste polymeren i jorden, biokompatibel och bionedbrytbar, med dessa strukturer, som kan erbjuda nya optiska och elektriska funktioner.

Studien publicerad idag i Nature Photonics , ledd av Dr. Agustín Mihi från Institutet för materialvetenskap i Barcelona (ICMAB-CSIC), skapar för första gången fotoniska kristaller och plasmoniska strukturer av ett cellulosaderivat genom sin nanostrukturering med den mjuka litografitekniken. Genom att periodvis nanostrukturera cellulosafilmen, det är inte längre genomskinligt och börjar reflektera intensiva färger, beroende på vilket mönster den har formats med.

Med detta nya, helt skalbar och låg kostnadsteknik, alternativ till den traditionella självmonteringen av cellulosa nanokristaller, en högkvalitativ och reproducerbar nanostruktur skapas på denna polymer på mycket kort tid, och uppnå ett brett utbud av iriserande färger, endast beroende på storleken och morfologin hos de skapade strukturerna.

Dessa fotoniska kristaller kan nanoimprintas på olika substrat för att ge fotoniska egenskaper på ytor som inte uppvisar denna egenskap, som papper, demonstrerar potentialen hos denna teknik som fotoniskt bläck, för applikationer inom teknik mot varumärkesförfalskning, förpackning, dekorativt papper, etiketter eller sensorer, bland andra.

När dessa strukturer är täckta med ett tunt metallskikt, de förvärvar plasmoniska egenskaper samtidigt som de behåller sin flexibilitet, uppnå ljusare färger. Vidare, beroende på vilken typ av cellulosaderivat som används, dess grad av biologisk nedbrytbarhet och löslighet i vatten kan ställas in. Dessa plasmoniska strukturer kan användas som engångssensorer för Raman-emission eller för att öka ljuset som emitteras av ett färgämne.