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Iridiscencia en mariposas permitiría avances en la industria óptica

El desarrollo experimental y teórico en la exploración física y biológica del “efecto tornasol” en las alas de Morpho cypris y Greta oto, dos mariposas endógenas colombianas y de la región tropical, llevaría a la creación de materiales artificiales que imiten o reproduzcan esta propiedad.

Bogotá D. C., 06 de mayo de 2020Agencia de Noticias UN-

Las mariposas reposan en el Instituto de Ciencias Naturales de la UNAL. Fotos: cortesía Grupo de investigación de Óptica – UNAL.

Mariposa Greta oto con alas translúcidas.

Mariposa Morpho cypris, cuyas alas son aparentemente azules.

Acercamiento bajo microscopio durante el procedimiento experimental.

Parte del equipo de investigación en análisis de las muestras.

La curiosidad de la estudiante Claudia Patricia Barrera Patiño, del Doctorado de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), impulsó a tres equipos de investigación de Colombia y Brasil a unirse para analizar la interacción de la luz y la superficie de las alas de estas mariposas.

Este estudio constituye una base de indagación para aquellos que se mueven en el ámbito visual, es decir, desde creadores de cámaras y camarógrafos hasta oftalmólogos, artistas y pintores.

“La iridiscencia se presenta cuando una superficie muestra o refleja los colores del arco iris y a la vez produce destellos según el ángulo de observación; es un fenómeno poco estudiado y muy interesante”, explica el profesor Rafael Rey, de la Facultad de Ciencias y del Departamento de Física de la UNAL.

Tras la etapa experimental se llevaron a cabo simulaciones con programas y paquetes propios y se imitaron las condiciones de las nanoestructuras de las alas de las mariposas.

Al reproducir teóricamente el mismo efecto, se encontró una gran relación y la certeza de que se trataba, matemáticamente, de efectos fotónicos, es decir de la reflexión de diversos colores por el efecto propio de la luz y de iridiscencia en las mariposas. En otras palabras, esto significa que el efecto tornasol de sus alas se acerca a los cálculos propios de este fenómeno en la física.

“La innumerable gama de colores de las mariposas –y en general de los animales– es producto de años de evolución, desarrollados como arma infalible para garantizar la reproducción o como mecanismo de defensa y mimetismo para la supervivencia.

De forma natural los entornos de todos los ecosistemas, y particularmente del trópico, se tiñen y atraen la atención de espectadores debido a la diversidad e intensidad de colores complejos que se generan por pigmentación (coloración) o por la presencia de nanoestructuras (sistemas organizativos diminutos).

Aunque la iridiscencia es un efecto que cabe dentro del espectro visible, aún no se ha conseguido el control total de esta propiedad en las superficies y materiales creados por el hombre.

Física, biología e incluso físico-química se entrelazan a través de los grupos investigativos de Óptica del Instituto de Física de San Carlos en Brasil, el grupo de Óptica e información Cuántica, a cargo del profesor Rey, y el grupo de Materiales Nanoestructurados y sus Aplicaciones, que lidera el profesor Anderson Dussán, de la UNAL.

Los investigadores acudieron al Instituto de Ciencias Naturales de la UNAL, a las bases disponibles para estudios de la Colección de Enseñanza, y a partir de las especies mencionadas iniciaron el estudio.

Primero tomaron fotografías de diferentes ángulos de las alas de las mariposas, usando un microscopio especializado y un aumento específico sin filtro. Allí la rotación de la muestra y la fuente de la luz fue clave para entender el fenómeno.

Este es un campo de investigación joven, en el cual cada nueva investigación aporta a la comprensión y posterior implementación de materiales fotónicos en tecnologías que permitan innovación, especialmente creativa, de materiales.

Con base en esto, es posible imaginar el efecto tornasol reproducido en pinturas, telas, e incluso productos cosméticos y maquillaje, o como base para lentes fotográficos y gafas de sol o de aumento.

“Los hallazgos de este estudio conducen la investigación a campos abiertos de la óptica; si ya se tiene un modelo en el que se pudo explicar la iridiscencia y el efecto fotónico en este tipo de estructuras, ahora sería posible estandarizar el modelo a otro tipo de materiales, como otras especies animales –aves y peces–, o incluso algunos tipos de minerales-rocas”, afirma el profesor Dussán.

Agrega que “siempre que se genera una investigación nueva, se aporta al estudio de la ciencia, en este caso de la óptica; aquí se consiguió abarcar y ligar conceptos arraigados que tratan de dar mayor soporte a este fenómeno a través de reflexiones múltiples, interferencia en la reflexión de la luz o longitud de onda, por ejemplo, los cuales soportan la óptica para llevarla a muchas explicaciones y campos inexplorados”.

(Por: fin/LMCJ/MLA/LOF
)
N.° 404

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