La nuova vernice ultraleggera che può salvare il Pianeta

Si chiama pittura plasmonica ed è rivoluzionaria: pesa infinitamente di meno rispetto a quella tradizionale, è sostenibile, dura più a lungo e inquina meno. Ma è ancora presto per vederla impiegata su larga scala

È proprio vero: le migliori idee arrivano sempre dalla natura. Non c’è da meravigliarsi: tutti sanno che le ali degli aerei sono chiaramente ispirate a quelle degli uccelli. E non è un segreto che il design di navi e sottomarini è studiato sfruttando le dinamiche del nuoto dei pesci e che perfino il profilo aerodinamico dei treni superveloci si ispira ai progetti di madre natura.

Oggi è arrivato il momento di “rubare” altre idee alla natura, con l’innovazione di una delle tecnologie più antiche e largamente impiegate al mondo, qualcosa che troppo spesso diamo per scontato: la vernice. La proposta arriva dagli scienziati dell’Università della Florida e punta a sfruttare alcune caratteristiche delle ali delle farfalle per sviluppare una nuova super pittura dalle caratteristiche uniche.

La soluzione, descritta su Science Advances, è una vernice 300 volte più leggera di quelle tradizionali, dalla notevole resistenza allo sbiadimento, con doti elevate di isolamento termico e prodotta senza l’impiego di pigmenti chimici, quindi con un processo produttivo sostenibile.

Il colore? Anche una questione di lunghezza d'onda

La vernice e, in generale, i coloranti sono il risultato di millenni di evoluzione: dalle tinture naturali impiegate per le pitture rupestri del Paleolitico, fino ai più recenti prodotti sintetici. Tutti gli sforzi sono sempre stati diretti verso soluzioni in grado di garantire colori sempre più vividi, maggiore versatilità e resistenza e minore impatto ambientale.

Per la sperimentazione della nuova super vernice, il gruppo di ricerca dell’Università della Florida Centrale guidato da Debashis Chanda, ha preso ispirazione da un dettaglio fondamentale dei colori delle ali degli insetti per ripensare la vernice in un’ottica inedita. In particolare, gli esperti si sono ispirati al blu metallico tipico di alcune specie di farfalle giganti tropicali, risultato della particolare e precisa distribuzione delle componenti di colore blu nelle nanostrutture presenti nelle ali degli insetti.

Per capire come funziona la nuova super pittura, c’è però bisogno di ripassare a grandi linee come funzionano i colori per l’occhio umano. Semplificando all’estremo, si può dire che il cervello umano percepisce il colore come una lunghezza d’onda della luce: in altre parole a ogni colore corrisponde una diversa lunghezza d’onda. Per generare i colori esistono quindi due metodi fondamentali: utilizzare pigmenti chimici o naturali o, come nel caso della nuova super pittura, bisogna di fatto manipolare la luce.

Questo è possibile perché i pigmenti, quelli utilizzati normalmente per la produzione della vernice colorata, assorbono una parte della luce bianca, che racchiude tutti i colori, e riflettono soltanto le lunghezze d’onda che associamo comunemente a un determinato colore. Nel caso della nuova vernice degli scienziati dell’Università della Florida, il colore viene invece prodotto dall’interazione della luce con la superficie della pittura, grazie alla presenza di microscopiche, anzi nanoscopiche strutture (per intenderci, si parla di un miliardesimo di metro), punteggiate ad arte nel materiale.

Come è fatta la super vernice

La vernice plasmonica, un termine che descrive il fenomeno fisico di interazione della luce con le nanostrutture, funziona come una specie di copertura composita. Sorprendentemente, è incolore: in realtà è fatta da minuscoli fiocchi di alluminio ricoperti da ancora più minuscole nanoparticelle di ossido di alluminio. Le dimensioni, lo spessore delle nanoparticelle e lo spazio che le separa tra loro determina il colore dei fiocchi di alluminio, che possono quindi apparire di colore ciano, magenta o giallo: mescolando i diversi colori primari è quindi possibile produrre tutte le varianti di colore visibili all’occhio umano. 

Il risultato è una vernice altamente efficiente e anche leggerissima, con un ottimale rapporto tra spessore e superficie ricoperta: basta pensare che per dipingere un Boeing 747, uno degli aerei più grandi della storia, servono oggi circa 500 kg di vernice, mentre con la pittura plasmonica basterebbero appena 1,3 kg. È un potenziale risparmio che si traduce in impatti enormi sia sul piano del carburante consumato dal velivolo che sul piano dell’impatto ambientale complessivo e delle emissioni di gas serra. In più, la nuova soluzione proposta dagli scienziati californiani non utilizza elementi tossici comuni nelle vernici, come il cadmio e il cobalto, con ovvi risvolti in termini di sostenibilità ambientale.

Non è tutto qui: la nuova super vernice non “intrappola” i raggi solari come avviene per quelle ordinarie, visto che riflette l’intero spettro della luce a infrarossi, assorbe una quantità minima di calore: a parità di colore, la superficie ricoperta dalla pittura plasmonica, resterebbe dunque più fresca di 14-17 gradi rispetto alla vernice tradizionale.

Come per tutte le tecnologie di nuovissima concezione, la vernice plasmonica è ancora lontana dal debutto commerciale su larga scala. Il suo processo produttivo, al momento esclusivamente di laboratorio, è infatti troppo costoso per competere con la vernice pigmentata prodotta a livello industriale. Se quindi non è ancora arrivato il momento di dire addio alla vernice tradizionale, è solo questione di tempo prima che il mercato si accorga dei vantaggi di una soluzione concreta che punta a diminuire l’impatto ambientale ed economico di una larga parte di applicazioni “colorate” che usiamo ogni giorno, dai mezzi di trasporto fino alle nostre case.