¿Cual es tu color favorito? Si respondiste azul, estas en buena compania. El azul supera a todas las demas preferencias de color en todo el mundo por un amplio margen.
No importa cuanto disfrute la gente mirandolo, el azul es un color dificil de aprovechar de la naturaleza. Como quimico que estudia la modificacion de productos naturales para resolver problemas tecnologicos, me di cuenta de que era necesario un tinte azul seguro, no toxico y rentable. Asi que mi Ph.D. La estudiante Barbara Freitas-Dorr y yo ideamos un metodo para convertir los pigmentos de la remolacha roja en un compuesto azul que se puede usar en una amplia gama de aplicaciones. Lo llamamos BeetBlue.
Fuentes naturales de azul
El azul esta fuertemente asociado con la naturaleza, en gran parte porque se refleja en el cielo y en las masas de agua. Pero en comparacion con otros colores, los pigmentos azules no se encuentran comunmente en los organismos vivos.
Las plumas de muchas aves son azules, no porque produzcan un pigmento, sino porque la estructura microscopica de sus plumas es capaz de filtrar la luz. Este fenomeno fisico es muy interesante pero dificil de adoptar para aplicaciones comunes.
Las plantas rara vez producen tonos azules. Cuando lo hacen, sus pigmentos rara vez permanecen estables despues de la extraccion. Lo mismo ocurre con los hongos azules como el sombrero lechoso indigo y otras especies que desarrollan una mancha azul cuando se les molesta.
Convirtiendo el rojo en azul
Quizas te preguntes como algo rojo puede convertirse en algo azul. Un enfoque es cambiar la forma en que sus moleculas absorben y reflejan la luz.
La luz blanca que sale de tu lampara contiene un arcoiris de colores, aunque no puedas verlos, es decir, sin el uso de un prisma. La superficie de tu silla roja se ve roja porque, a nivel molecular, esta absorbiendo todos los colores excepto el rojo, que se refleja y eventualmente llega a tus ojos.
El color de tu silla cambiaria de rojo a azul si modificaras la estructura molecular de su tinte, haciendo que refleje la luz azul en lugar de la roja. El secreto esta en la cantidad de atomos de carbono en el tinte y como estan conectados entre si.
Al cambiar la estructura de los compuestos moleculares, puede alterar el color. Erick Leite Bastos, CC BY-SA
Las remolachas producen compuestos quimicos llamados betalainas, que son pigmentos naturales y antioxidantes. La estructura quimica de las betalainas se puede modificar para producir casi cualquier tono. Nos dimos cuenta de que si aumentabamos el numero de enlaces simples-dobles alternos en las moleculas de betalaina, podiamos cambiar su color de naranja o magenta a azul.
Hacer un tinte azul con la intensidad adecuada y la solidez a la luz es dificil porque debe absorber la luz amarilla y naranja de manera eficiente. Resolver este problema requirio muchos ajustes moleculares.
Mi laboratorio ha estado trabajando con betalainas durante mas de 10 anos para comprender su funcion en la naturaleza y sus caracteristicas quimicas unicas, por lo que solo se necesito un experimento para producir BeetBlue. (Sin embargo, tomo mas de dos anos optimizar el proceso).
Separamos las moleculas de betalaina usando agua alcalina con un pH de 11. Luego mezclamos el compuesto resultante, llamado acido betalamico, con un compuesto quimico comercial llamado 2,4-dimetilpirrol en un recipiente abierto a temperatura ambiente. BeetBlue se forma casi instantaneamente.
BeetBlue se crea en un vaso de precipitados a temperatura ambiente.
Debido a que cambiamos el enlace quimico carbono-nitrogeno caracteristico de las betalainas en un enlace carbono-carbono, BeetBlue es una nueva clase de colorantes pseudonaturales que llamamos cuasibetalinas.
Colorea tu vida de azul
La sintesis quimica de BeetBlue es rapida y muy sencilla. De hecho, es tan simple que cualquiera puede hacerlo si todos los productos quimicos estan disponibles.
BeetBlue se disuelve facilmente en agua y otros solventes, mantiene su color en soluciones acidas y neutras y puede brindar una alternativa a los costosos colorantes azules que a menudo contienen metales toxicos, lo que limita el alcance de sus aplicaciones.
Los embriones vivos de pez cebra, asi como las celulas humanas cultivadas, no se vieron afectados por BeetBlue. Aunque se necesitan mas experimentos para asegurarse de que sea seguro para el consumo humano, tal vez puedas tenirte el cabello, personalizar tu ropa o colorear tu comida en el futuro usando un tinte hecho de remolacha.
Este trabajo muestra la importancia de la ciencia basica para el desarrollo de aplicaciones tecnologicas. No patentamos BeetBlue. Queremos que la gente lo use libremente y comprenda que, al interactuar con la naturaleza de una manera diferente y sostenible, el futuro puede ser brillante.
