Los cefalópodos, que incluyen pulpos, calamares y sepias, son maestros del disfraz. Pueden camuflarse para que coincidan con precisión con su entorno en cuestión de segundos, y ningún científico ha podido replicar el espectáculo. Pero una nueva investigación realizada porLeila Deravi, profesora asistente de química y biología química en Northeastern, nos acerca un paso más.
Los órganos cromatóforos, que aparecen como cientos de pecas multicolores en la superficie del cuerpo de un cefalópodo, contribuyen a cambios rápidos en el color de la piel. En un artículo publicado la semana pasada en Materiales ópticos avanzados , el grupo de Deravi describe su trabajo para aislar los gránulos de pigmento dentro de estos órganos para comprender mejor su papel en el cambio de color. Los investigadores descubrieron que estos gránulos tienen cualidades ópticas notables y los usaron para hacer películas delgadas y fibras que podrían incorporarse a los textiles,pantallas flexibles y futuros dispositivos de cambio de color. El laboratorio de Deravi colaboró con el Centro de Investigación, Desarrollo e Ingeniería del Soldado Natick del Ejército de EE. UU. para el estudio.
Los cromatóforos vienen en tonos de rojo, amarillo, marrón y naranja. Son similares a las pecas en la piel humana que aparecen con el tiempo. Pero en los cefalópodos, estas pecas se abren y cierran en una fracción de segundo para dar lugar a unacontinuamente reconfigurando el color de la piel. Debajo de los cromatóforos hay una capa de iridóforos que actúa como un espejo. Juntos, estos órganos reflejan todos los colores de la luz visible.
Al eliminar las partículas de pigmento individuales de los calamares, Deravi pudo explorar la amplitud de sus capacidades como materiales estáticos. Una partícula tiene solo 500 nanómetros de tamaño, que es 150 veces más pequeña que el diámetro de un cabello humano. El equipo de Deravi en capasy reorganizó las partículas y descubrió que podían producir una paleta de colores expansiva.
"Estamos mostrando que estos pigmentos son una herramienta poderosa que puede producir películas ultrafinas que son realmente ricas en colores", dijo Deravi.
Su equipo también descubrió que los pigmentos pueden dispersar tanto la luz visible como la infrarroja. Esto mejora el brillo y la absorción de la luz y afecta la forma en que se percibe el color final. Y cuando Deravi diseñó un sistema que incluía un espejo, imitando la disposición de los órganos que los calamaresnaturalmente, pudo mejorar aún más el color percibido mediante la dispersión de la luz a través de los gránulos. Este proceso podría potencialmente replicarse en materiales funcionales como las células solares para aumentar la absorción de la luz solar, dijo Deravi.
"Desde una perspectiva de ingeniería científica y técnica, es muy importante comprender cómo la dispersión de la luz afecta el color, y este es un nuevo desarrollo emocionante en el campo de la óptica en biología", dijo Richard Osgood, colaborador del Ejército de Estados Unidos Natick Soldier Research, Desarrollo e Centro de Ingeniería. "Este es un aprovechamiento inusual de la óptica y el conocimiento de la física en la dispersión para comprender los sistemas biológicos".
Los investigadores hicieron carretes de fibras a partir de las partículas de pigmento de los calamares y ahora están explorando los usos del material. Las fibras son tan visualmente interesantes que no es difícil imaginar tejerlas en tela para la ropa u otras formas de arte. Pero quizás la mayoríaUna aplicación emocionante posible es el uso de pantallas flexibles y textiles que son capaces de una coloración adaptativa. Osgood dijo que la investigación podría permitir al Ejército crear nuevas capacidades para los soldados.
"Durante más de una década, los científicos e ingenieros han estado tratando de replicar este proceso y construir estos dispositivos que pueden combinar colores, cambiar colores y camuflarse como los cefalópodos, pero muchos de ellos no se acercan a la velocidad o al rango dinámicode color que los animales pueden mostrar ", dijo Deravi." Los cefalópodos han evolucionado para incorporar estos gránulos de pigmento específicos por una razón, y estamos empezando a reconstruir cuál es esa razón ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad del noreste . Original escrito por Allie Nicodemo. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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