Un equipo de físicos que visualizó la nanoestructura interna de un ala de mariposa intacta ha descubierto dos atributos físicos que hacen que esas estructuras sean tan brillantes y coloridas.
"Durante millones de años, las mariposas han desarrollado mecanismos celulares sofisticados para desarrollar estructuras de colores brillantes, normalmente con el propósito de camuflar y aparearse", dice Oleg Shpyrko, profesor asociado de física en UC San Diego, quien dirigió la investigaciónesfuerzo "Se sabe desde hace un siglo que las alas de estas hermosas criaturas contienen lo que se llama cristales fotónicos, que pueden reflejar la luz de un color particular".
Pero exactamente cómo estas estructuras ópticas complejas se ensamblan de una manera que las hace tan brillantes y coloridas sigue siendo un misterio. En un esfuerzo por responder a esa pregunta, Shpyrko y Andrej Singer, un investigador postdoctoral en su laboratorio, fueron al Fotón avanzadoFuente en el Laboratorio Nacional de Argonne en Illinois, que produce rayos X coherentes muy parecidos a un láser óptico
Al combinar estas radiografías similares a láser con una técnica de imagen avanzada llamada "ptychography", los físicos de UC San Diego, en colaboración con físicos de la Universidad de Yale y el Laboratorio Nacional de Argonne, desarrollaron un nuevo método de microscopía para visualizar la nanoestructura internade las pequeñas "escamas" que forman el ala de la mariposa sin la necesidad de cortarlas.
Los investigadores informan en la edición actual de la revista Avances científicos que su examen de las escamas de la mariposa Emperador de la India, Teinopalpus imperialis reveló que estas pequeñas estructuras de alas consisten en cristales fotónicos "altamente orientados".
"Esto explica por qué las escalas parecen tener un solo color", dice Singer, el primer autor del artículo. "También descubrimos, a través del estudio cuidadoso de las micrografías de alta resolución, pequeñas irregularidades de los cristales que pueden mejorar las propiedades de dispersión de la luz,haciendo que las alas de la mariposa parezcan más brillantes "
Los investigadores dicen que estas dislocaciones o defectos de cristal ocurren cuando una red cristalina perfectamente periódica se desliza por una fila de átomos. "Los defectos pueden tener una connotación negativa, pero en realidad son muy útiles para mejorar los materiales", explica Singer ".Por ejemplo, los herreros han aprendido durante siglos cómo inducir a propósito defectos en los metales para hacerlos más fuertes. La "ingeniería de defectos" también es un enfoque para muchos equipos de investigación y empresas que trabajan en el campo de los semiconductores. En los cristales fotónicos, los defectos pueden mejorar la dispersión de la luz.propiedades a través de un efecto llamado localización de luz ".
"En la evolución de las alas de mariposa", agrega, "parece que la naturaleza aprendió a diseñar estos defectos a propósito"
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Original escrito por Kim McDonald. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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