Care culori? Metalele coloidale sunt incolore! Stie toata lumea ca nanoparticula este mica si lumina o ocoleste…
Aceasta afirmatie aberanta si semidocta este una dintre multele explicatii pentru produsele care sunt uneori apa chioara, desi, de la caz la caz, este posibil ca produsele coloidale sa fie si incolore. Sau aproximativ incolore. Realitatea, ca de obicei, nu tine cont de parerile noastre preconcepute, desi uneori este posibil sa se potriveasca.
In ceea ce priveste nanoparticulele, si deci metalele coloidale, realitatea este mult mai colorata, datorita unor fenomene specifice. La drept vorbind, de ce este cerul albastru? Doar soarele radiază alb (oarecum), iar aerul este incolor!
Fenomene similare, numite de „imprastiere a radiatiei electromagnetice” au loc pe particulele de substanta atunci cand au anumite dimensiuni. Lumina in sine nu mai este reflectata sau difractata, asa cum se petrece la dimensiuni mult mai mari (reflexia) sau apropiate (difractia) de lungimea de unda a luminii. In acest caz, atunci cand dimensiunea obiectului este mult mai mica decat a radiatiei electromagnetice, interactiunea ei cu acesta consta in absorbtii selective, emisii mai mult sau mai putin coerente, datorita reactiei cu electronii de la suprafata particulei. Este drept insa ca, daca particulele sunt totusi mult mai mari decat lungimea de unda a luminii, cum ar fi cazul prafului din aer, desi fenomenul de imprastiere exista, el este dat de reflexia luminii pe particulele respective, dar nu luam in considerare acest caz acum, deoarece nanoparticulele nu intra in aceasta categorie.
In cazul suspensiilor de nanoparticule acest fenomen de imprastiere este pus in evidenta relativ usor, prin efectul Tyndall, ca in fotografia de mai jos.
In vid, aer sau apa distilata, lumina cu lungimi de unda in spectrul vizibil nu sufera fenomenul de imprastiere suficient de intens pentru a putea fi vazuta. Daca insa exista particule in apa respectiva, ele se vor vedea ca in figura. Acesta este si cazul nanoparticulelor, care au in plus proprietatea de a nu se depune intervale extrem de mari de timp, spre deosebire de alte impuritati.
Fiecare nanoparticula are un domeniu preferential in care interactioneaza cu radiatia electromagnetica. Tipul de interactiune variaza, de la absorbtii atomice (caracteristice inclusiv pentru metalele sub forma atomica, la rezonanta plasmonica sau alte tipuri de imprastieri, tipice pentru nanoparticulele metalice. Ca atare, nanoparticulele diferitelor metale au curbe diferite de absorbtie, in functie de dimensiuni, forma si, desigur, de structura atomica a metalului respectiv.
Majoritatea acestor maxime de absorbtie/imprastiere sunt in spectrul ultraviolet, insa in cazul catorva metale sunt in spectrul vizibil. Aceasta face ca atunci cand lumina trece prin ele sa prezinte o anumita culoare.
In cazul aurului, culorile cele mai uzuale sunt precum cele prezentate in figura de la inceputul articolului.
Aceasta proprietate a nanoparticulelor de aur era cunoscuta din Evul Mediu si era utilizata, ca si in cazul argintului, la preparararea unor coloranti specifici pentru sticla sau produse ceramice.
Iata si o fotografie pentru cazul argintului:
Trebuie sa precizam din nou ca nu doar dimensiunea, ci si forma particulelor este determinanta pentru astfel de culori: discuri, bastonase, tetraedre, sfere, fiecare dintre ele vor genera, chiar la dimensiuni asemanatoare, culori diferite.
Atat in cazul argintului, cat si in cazul aurului, la dimensiuni de sub 1-2 nm, aceste particule devin transparente. Cu toate acestea, ele nu sunt propriu-zis transparente, avand maximele de absorbtie in ultraviolet, dar absorbind intr-o anumita masura si relativ constant si in restul spectrului electromagnetic, astfel incat pot sa apara de culoare gri atunci cand concentratia o permite. Aceste dimensiuni ale nanoparticulei nu sunt insa intalnite decat rar si nu se pot stabiliza foarte usor. AquaNano este un astfel de produs, care este stabil datorita metodei de obtinere si a concentratiei relativ reduse (5-30 ppm, spre deosebire de produsele din mediul industrial sau biotehnologic unde intervalul de 100-1000 ppm este o gama uzuala de concentratii, la care stabilizarea se face polimeric).
Vom mai posta fotografii si in cazul altor metale coloidale, desi sunt putine cazuri in care ele au alte culori decat gri (cuprul este un altfel de caz rar).
