La ciencia avanza sobre alas de mariposa
Un equipo de investigadores españoles y estadounidenses ha utilizado un método innovador para reproducir las alas de la mariposa y los colores de los insectos a escala nanométrica. La tecnología producida puede aplicarse a una gran variedad de estructuras ópticas como difusores para células fotovoltaicas o sensores ópticos. Los resultados de los experimentos se han publicado en la revista Bioinspiration & Biomimetics. Poetas y pintores se han recreado en la fragilidad y belleza iridiscente de las alas de mariposa desde tiempos inmemoriales, pero ahora un adelanto científico ha logrado reproducir estas misteriosamente complejas estructuras. Un equipo de investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM, España) y de la Universidad Estatal de Pensilvania (Estados Unidos) ha desarrollado una técnica capaz de reproducir estas estructuras biológicas gracias a la nanotecnología. La técnica nueva permitirá producir biomaterial que podría utilizarse para crear estructuras tales como difusores para células fotovoltaicas y otros tipos de dispositivos ópticos. Los investigadores mencionados han creado nanoestructuras que reproducen los colores y la iridiscencia de los insectos. La capacidad de un insecto para resplandecer y cambiar de color se debe a estructuras fotónicas de tamaño nanométrico situadas en su cutícula (la capa exterior de su exoesqueleto). Los investigadores centraron sus estudios en estas estructuras fotónicas para crear un biomaterial capaz de emitir luz. «Es una técnica desarrollada en el Instituto de Investigación sobre Materiales de la Universidad Estatal de Pensilvania (Estados Unidos), que permite crear réplicas de las estructuras biológicas a un nivel nanométrico», afirmó el profesor Raúl J. Martín Palma, profesor del Departamento de Física Aplicada de la UAM y coautor del estudio. Hasta ahora los métodos utilizados para reproducir bioestructuras a tamaños nanométricos han sido muy limitados, y a menudo dañan las estructuras biológicas originales porque se realizan en ambientes corrosivos o a elevadas temperaturas. El nuevo método se realiza a temperatura ambiente y no requiere el uso de sustancias tóxicas. En su lugar, se emplean compuestos basados en germanio, selenio y antimonio (GeSeSb) mediante una técnica denominada CEFR (conformal-evaporated-film-by-rotation), que combina la evaporación térmica y la rotación del sustrato elegido en una cámara a baja presión, y la disolución de quitina, sustancia de la que está compuesta la cutícula de insectos y artrópodos, en una solución acuosa de ácido ortofosfórico. De esta forma, el equipo de investigación logró crear réplicas de las nanoestructuras que se encuentran en las alas de mariposa. El profesor Martín Palma opina que las nanoestructuras resultantes podrían servir para fabricar diversas estructuras ópticamente activas, como difusores ópticos o recubrimientos que maximicen la absorción de luz de las células fotovoltaicas. «Además, la técnica puede aplicarse para reproducir otras estructuras biológicas, como el caparazón de los escarabajos o los ojos compuestos de las moscas, abejas y avispas», señaló el investigador. Los ojos compuestos de algunos insectos, de poder reproducirse, serían útiles en un gran número de aplicaciones, ya que proporcionan una visión angular de una amplitud excepcional. «Las cámaras y sensores ópticos en miniatura inspirados en estos órganos podrían instalarse en pequeños espacios en automóviles, teléfonos móviles y pantallas, además de tener aplicación en áreas como la medicina (desarrollo de endoscopios) y la seguridad (vigilancia)», destacó Martín Palma.
Países
España, Estados Unidos