Noticias de óptica y fotónica: Backyard Bug proporciona inspiración óptica

La geometría única de los prosomas producidos por los pulgones reduce eficazmente el reflejo de la luz visible y ultravioleta. [Image: Lin Wang and Tak-Sing Wong/Penn State]

Investigadores de la Universidad Penn State en EE. UU. han utilizado partículas nanoestructuradas producidas por pulgones, una plaga común en los patios traseros, para utilizar capas de invisibilidad y revestimientos antirreflectantes (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, doi: 10.1073/pnas.2312700121) al replicar con precisión la compleja geometría de partículas llamadas prochosomas, el equipo demostró que sus versiones cultivadas en laboratorio podían reducir el reflejo de la luz hasta en un 94%.

«Con una nueva técnica que controla el reflejo de la luz en una superficie, podemos ocultar las firmas térmicas de humanos o máquinas». Comentado Autor principal Lin Wang. «Tal vez algún día la gente desarrolle ropa térmica de invisibilidad basada en los trucos utilizados por los saltamontes».

Imita prosomas

Las inusuales partículas tienen una geometría en forma de buckybola, con poros abiertos distribuidos en sus superficies, todos conectados entre sí a través de una cavidad central. Estudios anteriores han demostrado que los tamaños de los prosomas y los poros son notablemente consistentes entre las especies de pulgones a 600 nm y 200 nm, respectivamente, pero los esfuerzos para comprender sus propiedades y propósito se han visto obstaculizados por la dificultad de crear estructuras tan complejas en el laboratorio. .

Geometría en forma de buckybola

Los prososomas tienen una geometría inusual en forma de buckybola con poros abiertos distribuidos por toda su superficie. [Image: Lin Wang and Tak-Sing Wong/Penn State]

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Los investigadores de Penn State crearon versiones simplificadas de las partículas en 2017, pero en este nuevo trabajo utilizaron un método avanzado de impresión 3D para recrear la geometría exacta de los prosomas naturales. Debido a que la resolución de la técnica de impresión no podía replicar sus características a nanoescala, los investigadores crearon muestras escaladas a 20 µm de ancho que reflejan la luz infrarroja del mismo modo que las partículas naturales interactúan con las frecuencias visibles y ultravioleta.

Sus resultados muestran que la geometría abierta de las partículas dispersa hasta el 80% de la luz en longitudes de onda similares a su diámetro, proporcionando un escudo de contramedida eficaz para los saltamontes en frecuencias observadas en la naturaleza. Los poros de la superficie absorben la luz en longitudes de onda más cortas, lo que ayuda a los insectos a evitar ser detectados por depredadores con visión ultravioleta, como aves y reptiles.

Productos futuros

Los investigadores creen que las propiedades únicas de los prosomas inspirarán el diseño de futuros materiales ópticos, como recubrimientos mejorados para aumentar la eficiencia de las células solares o proteger fármacos contra el daño inducido por la luz. Se pueden utilizar estructuras similares a los prososomas para codificar información, garantizando que los datos sensoriales sólo puedan verse en longitudes de onda específicas.

«Nuestro trabajo muestra cómo comprender la naturaleza puede ayudarnos a desarrollar tecnologías modernas», afirmó Wang. «Nos hemos centrado en una especie de insecto, pero hay muchos más insectos sorprendentes esperando a ser explorados por los científicos materiales».

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