Onderzoekers hebben een materiaal ontwikkeld dat twintig keer witter en honderd keer dunner is dan gewoon papier. Het is gemaakt van de plantaardige stof cellulose. De superwitte kleur ontstaat doordat het materiaal de structuur van het schild van de witte cyphochiluskever nabootst.
Cyphochiluskevers, die voorkomen in Zuidoost-Azië, zien eruit alsof ze in een pot witte verf gevallen zijn. Maar ze danken hun witte verschijning niet aan pigment, zoals verf, maar aan de structuur van chitine-moleculen in hun schild. Deze moleculen komen ook voor in de celwanden van schimmels en in het exoskelet van bijvoorbeeld kreeften en spinnen. Bij de kevers vormt de chitine een schubachtig laagje waarbij de schubjes wanordelijk over elkaar liggen. Dankzij die structuur reflecteren ze bijna al het licht dat erop valt. Daardoor zien ze er wit uit.
Cellulosedraadjes
De Finse en Engelse onderzoekers bootsen de structuur van de chitine na met de veelvoorkomende stof cellulose. Hiervoor gebruiken ze draadjes cellulose met verschillende diktes. Die lossen ze op in een vloeistof.
Heersen zwermen killerdrones straks over het slagveld?
Een luchtruim gevuld door kunstmatig intelligente killerdrones, die autonoom bepalen wie blijft leven en wie zal sterven. Hoe waarschijnlijk is dat?
Vervolgens maken ze stevige membranen met verschillende poriegroottes door de oplossingen op te laten drogen. Om de poriegrootte te controleren voegen de onderzoekers voor het drogen een oplosmiddel toe.
De membranen met dunne draden, weinig oplosmiddel en kleine poriën zijn transparant. Maar de membranen met dikkere draadjes en meer oplosmiddel zijn ondoorzichtig en wit. Door de dikte van de draden en de hoeveelheid oplosmiddel te controleren kunnen de onderzoekers heel precies de structuur en dus de witheid van het materiaal bepalen.
‘Deze cellulose-materialen hebben een structuur die lijkt op spaghetti. Daardoor kunnen ze het licht goed weerkaatsen’, zegt Silvia Vignolini van de universiteit van Cambridge in een persbericht.
Dun en duurzaam
De onderzoekers kregen het voor elkaar om van cellulosedraden een superwitte stof te maken die weinig weegt en slechts een paar duizendste van een millimeter dik is. Omdat het spul niet giftig is, kan het gebruikt worden om voeding, medicijnen en cosmetica wit te kleuren.
De meeste witte producten, zoals verf en zonnebrandcrème bevatten nu nog titaniumoxide (titaniumwit) of zinkoxide (zinkwit). Deze witstoffen zijn veilig om te gebruiken, maar de productie is niet erg milieuvriendelijk. De cellulose-membranen kunnen een duurzaam alternatief worden.