alas mariposas óptica
Mariposa 'Morpho cypris'. Foto: Unimedios.

La curiosidad de una estudiante de doctorado de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) fue el detonante de una investigación en óptica inspirada en las alas de dos mariposas endémicas de Colombia, Greta oto y Morpho cypris. El “efecto tornasol” era lo que interesaba a Claudia Patricia Barrera Patiño, integrante del Grupo de Investigación en Óptica e Información Cuántica y ahora doctora.

El efecto tornasol o iridiscencia se presenta cuando una superficie refleja los colores del arco iris y a la vez produce destellos según el ángulo de observación. Un fenómeno poco estudiado, según ha afirmado a la Agencia de la UNAL Rafael Rey, profesor de la Facultad de Ciencias y del departamento de Física de la UNAL, quien fue director de tesis de Barrera.

A la investigación de Barrera para analizar la interacción de la luz y la superficie de las alas de estas mariposas se sumaron otros dos equipos de Colombia y Brasil. Tras la etapa experimental llevaron a cabo simulaciones con programas y paquetes propios y se imitaron las condiciones de las nanoestructuras de las alas de las mariposas.

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

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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 comprensión de la iridiscencia exhibido por diversas especies del reino animal, vegetal e incluso rocas, posibilitará el desarrollo de dispositivos ópticos u optoelectrónicos que permitan el control de la luz en forma similar a lo que hoy en día tenemos en la industria electrónica (tanto micro como nanoelectrónica). Es decir, el desarrollo de circuitos integrados pero basado en luz en lugar de electrones”, ha precisado a Innovaspain el investigador colombiano. 

Asimismo, esto permite pensar en 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.

“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”, ha añadido Rey. La investigación ha sido publicada en dos revistas especializadas, en Journal of Nanoscience and Nanotechnology y en Scientific Reports.

“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 Anderson Dussán, quien lidera el grupo de Materiales Nanoestructurados y sus Aplicaciones de la UNAL.

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 los humanos.

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