Los científicos han descubierto un tipo completamente nuevo de ópalo formado por un alga común que aprovecha la tecnología natural al autoensamblar una nanoestructura de gotas de aceite para controlar cómo se refleja la luz de sus células para mostrar una brillante gama de colores que hasta ahora solo teníavisto en la piedra de gema.
Los resultados, publicados en Avances científicos y dirigido por los doctores Heather Whitney y Ruth Oulton de la Universidad de Bristol, muestran que el brillo iridiscente azul y verde de las algas pardas, también conocido como "arcoíris" Cystoseira Tamariscifolia y comúnmente se encuentra en todo el costal europeoLa región, incluido el Reino Unido, surge de una compleja nanoestructura que controla cómo se refleja la luz de sus células que contienen cloroplastos. Aún más notable, es cómo estas algas pueden activar y desactivar este autoensamblaje, creando ópalos cambiantes que reaccionan a la luz solar cambiante en las mareas.piscinas de roca.
Estas estructuras surgen de esferas de tamaño nanométrico compactadas de forma regular y los expertos en óptica saben que reflejan diferentes colores de la luz blanca entrante en diferentes direcciones. Estos tipos de estructuras también se ven naturalmente en ópalos de piedras preciosas, que comprenden una nanoestructura depequeñas esferas de vidrio formadas dentro de una piedra dura muy por debajo de la superficie de la tierra que naturalmente se juntan de tal manera que difractan la luz en diferentes direcciones dando al ópalo su conocida opalescencia.
Dra. Ruth Oulton, Profesor Martin Cryan y Dr. Martin Lopez-Garcia ahora en el Instituto Internacional de Nanotecnología Ibérica, Portugal, todos expertos en nano-óptica en la Facultad de Física y el Departamento de Ingeniería Eléctrica de Bristol, descubrieron que estos son naturales, "los ópalos vivos no se forman a partir del vidrio sino de pequeñas gotas de aceite hechas por las algas.
En un proceso desconocido para la nanotecnología actual, las células que contienen cloroplastos de las algas marinas que ayudan a la fotosíntesis autoensamblan las gotas de aceite en un empaque regular. Sorprendentemente, estas algas marinas pueden activar y desactivar este autoensamblaje, creando ópalos cambiantes quereaccionar a la luz solar cambiante en los pozos rocosos de las mareas. Aún más notable es cómo las algas realizan el autoensamblaje dinámico, en un plazo de solo unas horas, es un verdadero misterio para el equipo de investigación.
El Dr. Martin López-García dijo: "La formación de ópalos a partir de gotitas de aceite es un descubrimiento completamente nuevo. Si los nanotecnólogos pudieran comprender e imitar las propiedades dinámicas de este ópalo de algas, es posible que en el futuro tengamos una pantalla intercambiable biodegradabletecnología que puede usarse en empaques o células solares muy eficientes y de bajo costo ".
Nathan Masters, un estudiante de doctorado en las Escuelas de Física y Ciencias Biológicas de Bristol, descubrió que al iluminar las algas marinas, la iridiscencia desapareció, pero cuando se mantuvo en condiciones casi oscuras, reapareció el brillo azul verdoso.algas marinas a un nivel sub-nanoescala, el equipo descubrió que las algas se encendían y apagaban el autoensamblaje, pasando de un estado desordenado, irreflexivo a uno ordenado y opalescente. Pero lo más sorprendente para el equipo de investigación fue que el ópalo esdinámica.
Por qué las algas hacen esto aún no se ha demostrado, pero los doctores Heather Whitney y Heath O'Brien, que llevaron a cabo el trabajo mientras estaban en la Facultad de Ciencias Biológicas de Bristol, ahora en la Universidad de Cardiff, creen eso porque los ópalos se sientan en elEs probable que la misma parte de la célula que los cloroplastos los cuerpos de recolección de energía luminosa del organismo controlen los niveles de luz, dispersando la luz de manera uniforme a todos los cloroplastos disponibles dentro de la célula. Esto puede ayudar a las algas a hacer frentediferentes niveles de luz durante la marea alta y baja.
La Dra. Ruth Oulton, Lectora de Fotónica Cuántica en la Escuela de Física y Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, agregó: "En la última década, los nanotecnólogos han podido fabricar ópalos artificiales a partir de nanoesferas de vidrio similares. Pero parece que ellas algas humildes también pueden hacer ópalos artificiales en sus células. Por lo tanto, la próxima vez que se acumule en el Reino Unido durante sus vacaciones de verano, vea si puede encontrar estas algas increíbles con su tecnología de nano fabricación ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Bristol . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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