La scienza prende il volo sulle ali di una farfalla
Un'equipe composta da scienziati spagnoli e statunitensi ha utilizzato un metodo rivoluzionario per riprodurre - su scala nanometrica - le ali delle farfalle e i colori degli insetti. La tecnologia sviluppata può trovare potenziali applicazioni in un'ampia gamma di strutture ottiche quali, ad esempio, i diffusori per i pannelli solari o i sensori ottici. I risultati degli esperimenti sono stati pubblicati sulla rivista Bioinspiration & Biomimetics. La bellezza e la fragilità iridescenti delle ali delle farfalle sono da sempre celebrate da poeti e artisti, ma solo ora una scoperta scientifica d'avanguardia consente di riprodurre queste strutture tanto complesse e misteriose. Un team composto da scienziati della spagnola Universidad Autónoma de Madrid (UAM) e della statunitense Pennsylvania State University hanno messo a punto una tecnica che può replicare queste strutture biologiche ricorrendo alla nanotecnologia. La nuova tecnica consentirà infatti di produrre biomateriale che potrà essere impiegato per la creazione di particolari strutture, quali i diffusori per i pannelli solari o altre tipologie di dispositivi ottici. I ricercatori hanno creato nanostrutture che riproducono i colori e l'iridescenza degli insetti. Il colore degli insetti brilla e varia a seconda dell'angolo di incidenza dei raggi solari: questa particolare proprietà è dovuta alla presenza nella cuticola (ovvero nel "rivestimento" esterno del corpo degli insetti) di strutture fotoniche nanometriche. Per la creazione di biomateriale caratterizzato dalla proprietà di emettere luce, i ricercatori si sono concentrati proprio su queste strutture fotoniche. "Questa tecnica, sviluppata presso il Materials Research Institute della Pennsylvania State University, consente di riprodurre le strutture biologiche su scala nanometrica", ha affermato il professor Raúl J. Martín-Palma, docente presso il Dipartimento di fisica applicata dell'UAM e co-autore dello studio. Fino ad oggi, i metodi utilizzati per riprodurre le biostrutture su scala nanometrica presentavano numerosi limiti e spesso finivano per danneggiare la biostruttura originale a causa delle temperature elevate e delle sostante tossiche e corrosive usate. Questo metodo, invece, sfrutta temperature normali e non prevede l'uso di tossine: vede l'impiego di composti che contengono elementi chimici, ovvero Germanio, Selenio e Antomonio (GeSeSb) sfruttando una tecnica definita "Conformal-Evaporated-Film-by-Rotation" (CEFR), che combina l'evaporazione termica e la rotazione del substrato in una camera a bassa pressione, e utilizza l'immersione in una soluzione acquosa di acido ortofosforico per sciogliere la chitina (sostanza che si trova tipicamente nell'esoscheletro di insetti e altri artropodi). Mediante questa tecnica, il team è riuscito a riprodurre le nanostrutture delle ali delle farfalle. Il professor Martín-Palma ritiene che le nanostrutture potrebbero essere utilizzate per la creazione di strutture ottiche attive come, ad esempio, diffusori ottici o rivestimenti in grado di massimizzare l'assorbimento di luce solare delle celle. "Inoltre, la tecnica può essere utilizzata per riprodurre altre strutture biologiche, quali i gusci di scarabeo o gli occhi composti di mosche, api e vespe", ha affermato il professore. Gli occhi composti delle mosche, ad esempio, caratterizzati da una visione angolare straordinaria, potrebbero essere riprodotti e destinati a numerose applicazioni. Il professor Martín-Palma ha detto: "Lo sviluppo di telecamere in miniatura e di sensori ottici basati su questi organi ne permetterebbe l'installazione in spazi ridotti, come automobili, telefoni cellulari e schermi, e ne consentirebbe l'impiego in altri settori, come quello medico (nello sviluppo di endoscopi) e quello della sicurezza (nella sorveglianza)".
Paesi
Spagna, Stati Uniti