Investigadores de Yale-Nus College y la Universidad de Friburgo en Suiza han descubierto un nuevo mecanismo de generación de color en la naturaleza, con el potencial de crear cosméticos y pinturas con unos tonos de calor puros y vividos, pantallas y dispositivos que proyectan con la misma calidad de imagen independientemente de la ángulo de visualización, y que incluso puede reducir las pérdidas de señal en fibras ópticas.
Los brillantes colores de muchos insectos surgen de la interferencia de la luz incidente con complejos biomateriales nanoestructurados que están presentes en su cutícula. El profesor asistente del Yale-Nus College Vinodkumar Saranathan junto con el Dr. Bobo D Wilts de la Universidad de Friburgo, han examinado los patrones de colores en forma de arco iris presentes en el Gorgojo Hocicudo de Filipinas, Pachyrhynchus Congestus Pavoniusm, para comprender cómo se generan estos colores y las estructuras internas que le dan forma.
El gorgojo del “Arco Iris” se caracteriza por unas manchas de color presentes en su tórax y alas anteriores (élitros). Estas manchas se componen de escamas casi circulares dispuestas en anillos concéntricos de diferentes tonos, que van desde el azul en el centro, hasta el rojo en el exterior, al igual que un arco iris. SI bien muchos insectos tienen la capacidad de producir uno o dos colores, es raro que un insecto puede producir un espectro de colores tan ámplio. Es por ello que los investigadores están muy interesados en descubrir el mecanismo que está detrás de la formación natural de estas estructuras generadoras de color, ya que la tecnología actual es incapaz de sintetizar estructuras de este tamaño.
“El objetivo final de la investigación es descubrir cómo el gorgojo autoensamblan estas estructuras, porque con la tecnología actual no podemos hacerlo”, dijo el Dr. Saranathan. “La capacidad de producir estas estructuras, que proporcionan una alta fidelidad del color independientemente del ángulo en el que se visualice, tendrá aplicaciones en cualquier industria que se ocupe de la producción o reproducción de colores. Podemos utilizar estas estructuras en cosméticos, y otras pigmentaciones para garantizar tonos de alta fidelidad, o en pantallas digitales en teléfonos móviles que nos permitan verlos desde cualquier ángulo y ver la imágen sin ninguna distorsión. Incluso lo podemos utilizar para hacer un revestimiento reflectante de fibras ópticas que sirvan para minimizar las pérdidas de señal durante la transmisión”.
El Dr Saranathan y el Dr WIlts observaron, gracias a la utilización de rayos X de alta energía y microscopios electrónicos, que las escamas estaban compuestas de una estructura cristalina tridimensional hecha de quitina (el componente principal de los exoesqueletos de los insectos). Descubrieron que los vibrantes colores del arco iris en las escamas de este gorgojo están determinados por dos factores: el tamaño de la estructura cristalina que compone cada escala, así como el volumen de quitina utilizado para formar la estructura cristalina.
Las escamas más grandes tienen una estructura cristalina más grande y usan un volumen mayor de quitina para reflejar la luz roja; las escamas más pequeñas tienen una estructura cristalina más pequeña y usan un volumen más pequeño de quitina para reflejar la luz azul. Según el Dr. Saranathan, que anteriormente examinó más de 100 especies de insectos y arañas y catalogó sus mecanismos de generación de color, esta capacidad de controlar simultáneamente factores de tamaño y volumen para ajustar el color producido nunca antes se ha demostrado en insectos, y dado su complejidad, es bastante notable. «Es diferente de la estrategia habitual empleada por la naturaleza para producir diferentes tonos de color en el mismo animal, donde las estructuras de quitina son de tamaño y volumen fijos, y se generan diferentes colores al orientar la estructura en diferentes ángulos, lo que refleja diferentes longitudes de onda de luz «, explicó el Dr. Saranathan.
Los resultados del estudio han sido publicados en la revista científica SMALL .
Créditos de Imágenes: Dr Bodo D Wilts
