داینا باومایستر، مدیر مرکز بیومیمیکری دانشگاه ایالتی آریزونا، تعجبی ندارد که این رنگ عملکردهای پنهان زیادی دارد. او می‌گوید: «این یک نمایش فوق‌العاده از آنچه ممکن است زمانی است که ما با درخواست از طبیعت در مورد طرح‌های خود تجدید نظر کنیم.
برای همه عیوب آن، رنگ سخت است. مردم برای هزاران سال از رنگدانه ها استفاده کرده اند، بنابراین ترفندهایی برای داشتن ظاهری مناسب توسط سازندگان رنگ تسلط یافته است. “آنها دقیقا می دانند که برای تغییر براقیت چه افزودنی اضافه کنند. چاندا می‌گوید: آنها می‌توانند آن را روشن‌تر یا کمرنگ‌تر کنند – همه اینها را در طول صدها سال کشف کرده‌اند.
اشکال جدید رنگ باید فراتر از آن نوآوری کنند – در قلمرو فیزیک نه فقط زیبایی شناسی. با این حال، اعضای آزمایشگاه چاندا به طور تصادفی با نوآوری خود مواجه شدند. آنها برای ساختن رنگ اقدام نکرده بودند. آنها می خواستند یک آینه بسازند، به ویژه یک آینه طولانی و پیوسته آلومینیومی که با استفاده از ابزاری به نام تبخیر کننده پرتو الکترونی ساخته می شد. اما در هر تلاشی، آنها متوجه «جزیره‌های نانو» کوچک می‌شوند، توده‌هایی از اتم‌های آلومینیوم به اندازه‌ای ریز که نامرئی باشند و در عین حال به اندازه‌ای بزرگ باشند که درخشش آینه را مختل کنند. جزایر نانو در سراسر سطح چیزی که اکنون – به طرز ناامیدکننده – یک آینه پیوسته نبود، ظاهر شد. چاندا به یاد می آورد: «این واقعا آزاردهنده بود.
سپس یک تجلی آمد: آن اختلال چیزی را انجام می داد مفید. هنگامی که نور سفید محیط به نانوذرات آلومینیوم برخورد می‌کند، الکترون‌های فلز می‌توانند برانگیخته شوند – نوسان می‌کنند یا طنین انداز می‌شوند. اما وقتی ابعاد در مقیاس نانو قرار می گیرند، اتم ها بسیار حساس می شوند. بسته به اندازه نانوذره آلومینیوم، الکترون های آن فقط برای طول موج های خاصی از نور نوسان می کنند. این نور محیط را به عنوان کسری از آنچه که بود باز می گرداند: یک رنگ. لایه بندی ذرات آلومینیوم بر روی یک سطح بازتابنده – مانند آینه ای که سعی داشتند بسازند – این اثر رنگارنگ را تقویت کرده بود.
کدام رنگ؟ این به اندازه جزیره های نانو بستگی دارد. «فقط با تغییر ابعاد، در واقع می توانید ایجاد کنید همه رنگ‌ها،” چاندا می‌گوید. بر خلاف رنگدانه‌ها که برای هر رنگ به یک مولکول پایه متفاوت نیاز دارند – مانند کبالت یا لجن حلزون بنفش – برای هر رنگ، مولکول پایه برای این فرآیند همیشه آلومینیوم است، فقط به قطعات با اندازه‌های مختلف بریده می‌شود که در طول موج‌های مختلف به نور نوسان می‌کنند.
وقت ساختن رنگ بود. روند این گروه با یک ورقه بسیار نازک از آینه دو طرفه شروع می شود. محققان هر طرف را با مواد جداکننده شفاف پوشاندند که به تقویت اثر رنگ کمک می کند. سپس جزایری از نانوذرات فلزی را در دو طرف ورق رشد دادند. برای سازگاری این ماده با چسب‌ها یا روغن‌های مورد استفاده در رنگ، ورقه‌های بزرگی از آن را در تکه‌های رنگارنگی به اندازه پودر قند حل کردند. در نهایت، هنگامی که آنها رنگ های کافی برای یک رنگین کمان کوچک ایجاد کردند، می توانند یک پروانه را نقاشی کنند.
از آنجا که رنگ ساختاری می تواند کل سطح را تنها با یک لایه نازک و فوق سبک بپوشاند، چاندا فکر می کند که این یک تغییر دهنده بازی برای خطوط هوایی خواهد بود. یک بوئینگ 747 به حدود 500 کیلوگرم رنگ نیاز دارد. او تخمین می زند که رنگ او می تواند همان منطقه را با 1.3 کیلوگرم پوشش دهد. این مقدار بیش از 1000 پوند از هر هواپیما حذف می شود که میزان سوخت مورد نیاز در هر سفر را کاهش می دهد.