Come realizzare materiali termocromatici

I materiali termocromatici cambiano colore quando c’è un cambiamento di temperatura. Gli anelli dell’umore e il rossetto, ad esempio, li usano. E anche quei paperi di gomma che ti dicono quando il bagno è troppo caldo per il bambino. In questo articolo vedremo come realizzare da soli sia un inchiostro termocromatico, impiegabile per vestiti, pareti e persino smalto per unghie, sia uno slime termocromatico, con il quale i bambini ed i ragazzi possono divertirsi. Insomma, il mondo dei materiali termocromici là fuori non aspetta che di essere esplorato, e il solo limite sarà rappresentato dalla tua fantasia.

Esistono due tipi di materiali termocromatici (o “termocromici”). Il primo è costituito dai cristalli liquidi. Il cambiamento di temperatura provoca un movimento nei cristalli che ne modifica la spaziatura. Il cambiamento di spaziatura provoca la rifrazione della luce nel cristallo a diverse lunghezze d’onda rispetto a prima. La rifrazione è il cambiamento nella direzione di propagazione di qualsiasi onda a seguito del suo spostamento a velocità diverse in punti diversi lungo la parte anteriore dell’onda.

Funzionamento dei materiali termocromatici a cristalli liquidi.

Gli adesivi termocromici di Janice ricoperti di cristalli liquidi sono chiamati adesivi TLC e sono rotondi. Gli adesivi a punti TLC neri cambiano colore quando riscaldati. Toccando gli adesivi con le dita aumenta la temperatura dei cristalli liquidi oltre la temperatura ambiente. Quando raffreddato a temperatura ambiente, l’adesivo diventa di nuovo nero. Tutti gli adesivi termocromici sono reversibili, nel senso che hanno un colore a temperatura ambiente e un altro quando la temperatura cambia.

Un adesivo termocromico a cristalli liquidi che puoi acquistare online, ad es. qui. Si tratta anche di un possibile regalo molto originale.

Il secondo tipo di materiale termocromatico è chiamato colorante Leuco, o “colorante al tino”. Un cambiamento di temperatura fa sì che questo colorante cambi la sua strutture molecolare, e ciò fa sì che il colorante rifletta una luce di colore diverso. La riflessione – come è noto – non è altro che il respingere luce, calore o suono senza assorbirlo da parte di un corpo o di una superficie. I coloranti al tino sono usati soprattutto dall’industria tessile nella fase della tintura della fibre.

Caratteristiche dei coloranti Leuco ed alcuni usi

Le molecole dei coloranti Leuco (o al tino) sono insolubili; per poter essere solubilizzati, questi coloranti vengono ridotti con idrosolfito di sodio in una forma solubile, non colorante, chiamata “leuco” (dal greco leukós, bianco), con cui vengono impregnate le fibre del tessuto da tingere. Il substrato tessile impregnato viene successivamente esposto all’aria dove la forma leuco si ossida, ritornando alla forma insolubile ma colorata. Questa colorazione risulta essere di notevole solidità e brillantezza.

Alcuni pigmenti termocromatici che si possono acquistare su Internet. Ne esistono anche per le unghie. Li puoi trovare ad esempio qui.

Il colorante leuco può essere usato anche per produrre l’inchiostro termocromico. I coloranti Leuco possono acquisire due diverse forme molecolari: una forma incolore e una forma colorata. A temperature calde, l’inchiostro termocromico è incolore, ed a basse temperature l’inchiostro termocromico è colorato. La semplice spiegazione è che quando è incolore, la forma delle molecole di colorante leuco sono trasparenti alla luce visibile, il che significa che la luce visibile le attraversa.

Una volta colorato, la forma delle molecole di colorante leuco assorbe parte dello spettro della luce visibile e riflette ciò che non è stato assorbito. La luce riflessa è ciò che dà alla tintura il suo colore. I cambiamenti fisici nella struttura dei coloranti leuco avvengono in risposta ai cambiamenti nel pH, che è una scala che misura le proprietà di acido e di base. Quando il pH è basso, la struttura delle molecole di colorante leuco è più aperta e assorbe e riflette la luce visibile. Quindi il colorante è colorato. A pH elevato, le molecole di colorante leuco hanno una forma più chiusa e sono trasparenti alla luce visibile.

Vernice per veicoli che cambia colore in risposta alla temperatura dell’aria.

Gli inchiostri termocromici vengono utilizzati su etichette di alimenti per microonde, nonché su alcune bottiglie di sciroppo. L’inchiostro termocromico è nero quando è freddo, quindi copre la stampa rossa. Quando riscaldato, l’inchiostro è trasparente, quindi ad esempio può essere visibile la parola “CALDO” stampata con inchiostro rosso. Quando l’inchiostro si raffredda, diventa di nuovo nero. Pertanto, l’inchiostro è totalmente reversibile. Esso è utilizzato anche su alcuni adesivi.

Gli adesivi di Janice con coloranti leuco termocromici sono disponibili in due tipi, adesivi HAT e adesivi CAT. Entrambi questi tipi di adesivi sono rivestiti con una miscela di colorante Leuco termocromico e vernice acrilica. Gli adesivi HAT, come gli adesivi TLC, sono attivati ​​a temperatura ambiente, ma, a differenza degli adesivi TLC, si tratta di un cambiamento di colore da quello visualizzato a temperatura ambiente a un singolo colore quando riscaldato. Il cambio di colore è reversibile una volta raffreddato.

Carta termocromatica in vendita sul web.

Negli adesivi HAT, che sono rivestiti con una miscela di colorante termocromico e vernice acrilica, il cambiamento di colore viene attivato con le basse temperature. Questo può essere fatto con ghiaccio, calore corporeo, acqua calda o fredda e calore solare. Il colore della vernice non è influenzato dalle fluttuazioni di temperatura, quindi il colore della vernice influenza il colore dell’adesivo alle basse temperature ed è l’unico colore visibile alle alte temperature.

Ciò li rende facili da usare per progetti di arte / artigianato fai-da-te ed esperimenti scientifici. Gli adesivi CAT, invece, sono rivestiti con una miscela di colorante termocromico che è trasparente a temperatura ambiente e colorata a una temperatura inferiore alla temperatura ambiente. Sul mercato esistono anche capi di abbigliamento – principalmente magliette e pantaloncini – che cambiano il proprio colore con il calore. Possono essere acquistati facilmente online.

Un esempio di maglietta che cambia colore con il calore, visualizzando l’impronta. Realizzane una con la vernice termocromatica che trovi qui.

Come realizzare un inchiostro termocromatico

Sei stanco degli stessi vecchi colori noiosi su tutte le tue magliette? Pensi che il bagliore dell’inchiostro scuro abbia appena perso il suo splendore? Bene, se hai risposto sì a una di queste domande, l’inchiostro termocromatico è la cosa che fa per te.

L’inchiostro termocromatico non è altro che una vernice che cambia il suo colore quando viene riscaldata. È possibile creare una gamma di cambiamenti di colore, ad es. dal verde al blu o dal marrone al viola. Avrai l’intero spettro nel palmo della tua mano! E la parte migliore è che puoi usare l’inchiostro termocromico su una varietà di cose tra cui vestiti, pareti e persino smalto per unghie.

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Per realizzare l’inchiostro termocromatico avrai bisogno di procurartii:

  • Colori acrilici
  • Mezzo acrilico
  • Pigmento termocromatico
  • Bastoncino per mescolare
  • Barattoli di vernice o bicchieri usa e getta
  • Applicatore
  • Cucchiai di plastica
  • Un po’ di materiale su cui testare (panno tagliato)
  • Asciugacapelli

Ecco invece la procedura da seguire per realizzare l’inchiostro termocromatico:

  1. Nel contenitore di miscelazione, aggiungi 1 cucchiaino di mezzo acrilico.
  2. Aggiungi 5 cucchiaini di vernice acrilica al mezzo. Mescola fino a che è uniforme.
  3. Alla miscela, aggiungi la quantità desiderata di pigmento termocromatico, mescolando 1 cucchiaino alla volta.
  4. Una volta che tutto è combinato, stendi un piccolo strato uniforme di vernice su un pezzo di materiale di scarto. Lascia asciugare per circa due ore.
  5. Una volta che la vernice si è asciugata, prendi l’asciugacapelli e tienilo sull’area verniciata fino a quando non cambia colore. In caso contrario, aggiungi più pigmento termocromatico alla vernice rimasta e ripeti i passaggi 4-6.
  6. Dopo aver apportato tutte le modifiche, applica l’inchiostro su una maglietta con qualsiasi disegno e divertiti!

I vari passaggi per realizzare l’inchiostro termocromatico.

Come realizzare dello slime termocromatico

Lo “slime” era una sostanza gelatinosa costituita principalmente da gomma di guar, di colore verde o altri colori, prodotta dalla Mattel a partire dalla metà degli anni Settanta, e venduta in un barattolo di plastica delle dimensioni di una lattina ma di forma simile a un bidone dell’immondizia. Altre aziende hanno prodotto questo oggetto da manipolazione dando origine a numerose varianti. Oggi, invece, gli slime vengono fatti prevalentemente in casa con ingredienti comuni.

La sostanza era abbastanza liquida da poter colare, e allo stesso tempo abbastanza viscosa da poter aderire a superfici ed essere facilmente raccolta e riposta nel contenitore dopo l’uso. Il giocattolo ebbe un grande successo e venne commercializzato in diverse varianti, caratterizzate da un diverso colore e da diversi oggetti in gomma in sospensione del liquido, sempre facenti leva sul gusto dell’orrido e del disgustoso dei bambini (per esempio insetti, bulbi oculari e lombrichi).

Un barattolo di slime e lo slime verde diventato famoso negli anni ’70.

Abbiamo provato tutti un anello dell’umore che cambia colore quando lo metti sul dito. Ma hai mai visto lo slime farlo? Il cosiddetto “termocromismo” è una proprietà delle sostanze che cambiano colore a causa di un cambiamento di temperatura. Vi presentiamo una semplice ricetta fai-da-te per creare il tuo slime termocromico. Ecco il materiale di cui hai bisogno per poterlo realizzare:

  • ¼ di tazza di colla bianca
  • 1 cucchiaio di acqua
  • 3 cucchiaini di pigmento termocromatico
  • ¼ di tazza di amido liquido
  • Colorante alimentare

Mescola tutti gli ingredienti e il gioco è fatto! Decidi, però, prima la tua combinazione di colori per lo slime da realizzare. Il colore del pigmento termocromico sarà il colore dello slime quando fa freddo. Quindi scegli un colore alternato di colorante alimentare per il colore caldo. Per facilitarti il compito, pensa alla ruota dei colori vicini per rendere agevole la transizione:

  • Pigmento blu con colorante alimentare giallo (lo slime è verde acqua e diventa giallo quando è caldo)
  • Pigmento rosso con colorante alimentare giallo (lo slime è di colore rosso arancio e diventa giallo quando è caldo)
  • Pigmento blu con colorante alimentare rosso (lo slime è viola e diventa rosa quando è caldo)

Alcune fasi della realizzazione dello slime termocromatico.

Ecco la procedura dettagliata da seguire per realizzare lo slime termocromatico:

  • Versa 1/4 tazza di colla in una ciotola capiente.
  • Aggiungi 1 cucchiaio di acqua e mescola fino a quando non si è combinato.
  • Aggiungi 5 gocce di colorante alimentare e mescola bene.
  • Quindi aggiungi 3 cucchiaini di pigmento termocromatico.
  • Mescolare il pigmento fino a quando uniformemente distribuito.
  • Aggiungi 1/4 di tazza di amido liquido e mescola fino a ottenere spessore e viscosità.
  • Quindi impasta lo slime con le mani.
  • Se il risultato finale risulta essere molto appiccicoso, aggiungi più amido.

Conserva lo slime in un contenitore di vetro o plastica con un coperchio per un massimo di un mese. Hai appena creato il tuo slime che cambia colore in modo sensibile al calore. Ma come funziona? Il tuo slime termo cromatico, semplicemente, usa i coloranti Leuco per mostrare la differenza di temperatura quando ci giochi. Riesci a pensare a qualcos’altro da usare per manipolarne il colore? Cosa succede quando si verifica un cambiamento di temperatura estremo?