¿Quién no está fascinado por los maravillosos colores iridiscentes de las alas de las mariposas? Aquellos que quieran saber más sobre este fenómeno se darán cuenta de que a menudo el color no es generado por pigmentos, sino por estructuras periódicas hechas de quitina, un polisacárido formador de estructurasEstos llamados cristales fotónicos dan lugar al color estructural al reflejar solo longitudes de onda específicas del espectro solar entrante. El color resultante no es aleatorio, sirve como camuflaje o señalización. Pero, ¿cómo se forman millones de estos cristales fotónicos dentro de las pequeñas escamas?de alas de mariposa? Las opiniones de los científicos difieren en este asunto.
etapas de crecimiento cristalino congeladas en el tiempo
En cooperación con dos expertos líderes en investigación de mariposas, el Dr. Bodo Wilts de la Universidad de Friburgo / Suiza y el Dr. Gerd Schröder-Turk de la Universidad de Murdoch en Perth / Australia, así como con el Dr. Stephen Kelly de Zeiss-Xradia, los científicos de materiales de Erlangen emplearon diferentes técnicas de microscopía de alta resolución para revelar el mecanismo de formación de estas estructuras de cristal fotónico. La mariposa verde Thecla opisena, que tiene su hábitat en el Neotrópico desde México hasta Venezuela, presenta dominios de cristal fotónico separados que aumentan entamaño desde la base hasta la punta de las escamas del ala. Esta es una característica única hasta ahora, distinta de otras mariposas. Los científicos interpretan este hallazgo al proponer que el crecimiento del cristal fotónico se congeló en el tiempo en diferentes etapas de la metamorfosis.Se pueden emplear análisis microscópicos para obtener información importante sobre los procesos de formación de estos cristales.
la tomografía de rayos X resuelve los detalles más finos
'La tomografía de rayos X de alta resolución proporcionó hallazgos esenciales para una comprensión más profunda de los mecanismos de formación', explica el profesor Dr. Erdmann Spiecker. Los científicos suponen que la quitina naciente se extruye en un molde de fundición hecho de membranas '.La capacidad de la tomografía de rayos X para analizar la estructura 3D de escalas de ala completas se usó para aclarar de dónde se extrajo finalmente la quitina ". El Dr. Benjamin Apeleo Zubiri, quien analizó los datos 3D en detalle, se sorprendió:" La resolución de la reconstrucciónlos tomogramas son tan altos que pudimos aclarar esta pregunta y, además, identificar la quiralidad entrega de cada cristal fotónico individual. "Anteriormente, esto solo era posible mediante el uso de la tomografía electrónica, como lo demostraron los investigadores de CENEM en un estudio anteriorSin embargo, para la investigación de la tomografía electrónica, las escalas de las alas debían cortarse en pequeños segmentos que causaban serias desventajas.
Ciencia moderna de materiales usando tomografía de rayos X
Aunque los científicos de materiales ya han estado investigando estas escalas de alas de mariposa durante varios años, esta es una aplicación bastante exótica en CENEM. 'Por lo general, empleamos técnicas avanzadas de microscopía y tomografía para mejorar nuestro conocimiento de materiales funcionales y energéticos modernos y para optimizarsus propiedades para las aplicaciones ", explica el profesor Erdmann Spiecker." El nuevo microscopio de rayos X también permitirá una visión inimitable en áreas como la investigación de estructuras porosas para aplicaciones catalíticas o la búsqueda de pequeñas fallas en los materiales de las turbinas. "Los cristales fotónicos sonTambién es relevante para la ciencia moderna de los materiales. Estas intrigantes estructuras 3D con sus propiedades ópticas únicas pueden servir como prototipos para materiales funcionales novedosos con aplicaciones en campos como la energía fotovoltaica.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Erlangen-Nuremberg . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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