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Diseñan material sintético inspirado en funcionamiento de las alas de mariposas

El estudio del cambio de color que se produce cuando las especies Monarca azul y Greta oto varían la posición de sus alas posibilita el desarrollo de estructuras con características similares que se podrían emplear en la industria y las telecomunicaciones.

Bogotá D. C., 15 de noviembre de 2018Agencia de Noticias UN-

La Monarca azul presenta variaciones en toda el ala.

Las mariposas estudiadas suelen usar la iridiscencia como mecanismo de defensa. Fotos: archivo particular

La Greta oto tiene una conformación que aparenta un color transparente iridiscente con borde blanco.

La investigación fue posible gracias a la colaboración del Instituto de Ciencias Naturales y del Grupo de Materiales Nanoestructurados y sus Aplicaciones.

Como resultado del ataque electroquímico en la placa de titanio se produjo una estructura con propiedades de iridiscencia.

La investigación constituye un punto de partida para alterar el color de materiales, y que el color permanezca mucho más que tintes o pinturas.

Claudia Patricia Barrera, estudiante del Doctorado en Ciencias – Física, de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.), explica que la iridiscencia, como se le conoce a dicho fenómeno óptico, puede resultar útil para desarrollar nuevos tipos de cosméticos o de pinturas, además de dispositivos móviles capaces de enviar información a determinadas frecuencias.

Teniendo en cuenta que la iridiscencia es un recurso de las mariposas para mimetizarse ante la presencia de potenciales enemigos, cabe la posibilidad de que también la usen para comunicarse, de tal manera que otro de sus potenciales es el de emular este proceso.

En las mariposas Monarca azul y Greta oto la coloración puede ir desde el azul hasta el rojo, mientras que otras solo registran picos y variaciones en la tonalidad del azul. Estos cambios se pueden asociar con las estructuras de tamaño de los nanómetros observadas en la superficie de las alas.

Como cada color determina un rango de frecuencia, si se quisiera enviar una señal se podría hacer a través de un código de colores, con la ventaja de que al tener un origen estructural no se degradaría con el tiempo, pero se podría modificar cada vez que se introducen cambios en el entramado que hace posible los cambios.

Análisis de materiales

La investigación adelantada por la doctoranda abarcó el fenómeno de la iridiscencia en biomateriales como las alas de mariposas, junto con la producción de un material sintético basado en la estructura natural capaz de emularlo, con el fin de determinar las propiedades geométricas de la superficie y que permitan generarlo.

El profesor Rafael Rey, del Departamento de Física de la U.N., señala que se ha desarrollado una estructura con celdas nanométricas organizadas en forma de un panal de abejas, capaces de reproducir el fenómeno de iridiscencia en forma colectiva.

Otro resultado de la investigación, pionera en este campo de estudio, es que debido a las pequeñas variaciones que hay en la estructura existe la posibilidad de alterar el transporte de la luz en dichos materiales.

Al respecto, el docente explica que “pequeños desórdenes asociados con diferencias en el tamaño de las celdas y la disparidad de las distancias que hay entre ellas haría que la luz no pudiera avanzar con igual velocidad, de tal manera que habría pequeñas alteraciones al reflejarse”.

El desarrollo del nuevo material sintético contempló el uso de una lámina de titanio para sumergirla en una solución acuosa con determinados reactivos, que luego es sometida a un proceso de oxidación provocado por corrientes eléctricas, de tal manera que comienzan a formarse una serie de cilindros huecos o nanotubos en el fondo de la placa.

Terminada esta parte del proceso los cilindros formados se retiran y en la base de la placa aparece la nueva estructura, de dióxido de titanio, con propiedades de iridiscencia, en forma muy similar a la del panal de abejas, que además es capaz de registrar picos de reflexión en el rango del lila.

La investigación fue posible gracias a la colaboración del Instituto de Ciencias Naturales de la U.N. y del Grupo de Materiales Nanoestructurados y sus Aplicaciones.

(Por: fin/JCMG/dmh/LOF
)
N.° 557

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