Cientistas do Japão criaram uma mistura a base de água que muda de cor rapidamente quando exposta a estímulos variados, como mudança no campo magnético, temperatura ou pH. Ela foi batizada de “água fotônica”, e pode apresentar cores no espectro visível e também cores nas regiões ultravioleta e infravermelho. Este alcance de cores é o mais amplo já registrado em qualquer material, seja ele sólido ou líquido.
Um trabalho sobre a substância foi publicado na regista Nature Communications. “Nossa água fotônica tem duas qualidades contraditórias: fluidez e organização”, explicou o pesquisador principal, Koki Sano, ao site Phys.org. Ele conta que os pesquisadores normalmente imaginam materiais duros quando pensam em substâncias fotônicas.
A substância foi descoberta por acidente quanto a equipe tentava separar algumas partículas baseada em seus tamanhos. Os experimentos originais não deram certo, mas os pesquisadores ficaram surpresos ao descobrir que quando colocavam uma das substâncias na água, a água ficava roxo escuro.
Ao investigar mais a substância, eles descobriram que a mistura colorida tinha fluidez e ordem, o que parece muito contraditório, já que fluidos normalmente são muito desorganizados. O nível de organização dessa substância era equivalente à estrutura de cristais.
Composição
Como o nome sugere, a água fotônica é em sua maioria água: 95%. Além disso, 0,5% contém nanofolhas de titanato e amônio quaternário. Quando misturados com água, esses ingredientes não dissolvem como sal ou açúcar, mas ficam intactos como areia em um copo d’água. As partículas não solúveis são chamadas de colóides, e quando misturados com a água formam o que é chamado de dispersão colóide.
Cores diferentes
Os pesquisadores descobriram que a cor da água pode mudar de forma reversível quando exposta a um campo magnético forte. Ele faz com que as nanofolhas se alinhem perpendicularmente. De forma similar, o aquecimento e resfriamento da água muda a distância entre elas, e também a cor. Mesmo pequenas mudanças de pH fazem a cor mudar de vermelho (7.9) para verde (7.7) para azul (7.3) pela alteração da repulsão eletrostática e por consequência a estrutura e cor da água.
Para que serve?
Em geral, materiais fotônicos que refletem luz no alcance infravermelho têm importante aplicações no campo da telecomunicação. O problema é que esses matérias tradicionais são caros. A água fotônica tem uso potencial nesta área e em outras.
“Levando em consideração a resposta a estímulos e grande variedade de cores, nossa água fotônica pode ter várias funções como dispositivo ótico inteligente, como sensores óticos e displays e filtros para a telecomunicação”, diz Ishida.
Os pesquisadores esperam que os resultados possam ser vistos também em objetos sólidos. Esse material pode trazer novas perspectivas para o campo tradicional de ciência coloidal. [Phys.Org]
