Las mariposas han llevado el color negro a un nivel completamente nuevo. Las escamas que cubren las alas oscuras de este insecto están casi a la par con el más negro de los recubrimientos negros hechos por humanos, excepto que son solo una quinta parte del grosor.
Con solo unas pocas micras de ancho, estas nanoestructuras naturales absorben el 99.94 por ciento de la luz que las golpea, permitiendo que solo se refleje una pequeña cantidad.
Para poner eso en perspectiva, Vantablack, que solía ser el material más negro conocido por la ciencia, absorbe el 99.96 por ciento de la luz
Sin embargo, incluso para el mundo natural, las mariposas ultra negras son, bueno, ultra negras. Al examinar 10 especies de todo el mundo, que eran ultra negro, negro normal o marrón oscuro, los investigadores de la Universidad de Duke descubrieron que estas criaturas eran entre 10 y 100 veces más oscuras que el carbón, el asfalto fresco y el terciopelo.
Es la muestra más amplia de mariposas negras estudiadas hasta la fecha, con especies procedentes de América Central y del Sur, así como de Asia.
"¿Por qué ser tan negro?" maravillas biólogo Alex Davis. "Creemos que es probable que sea una especie de señal para los compañeros o tal vez un depredador. Pero hay muchas otras posibilidades, y esperamos aclarar eso".
Bajo un microscopio electrónico, las escamas en un ala de mariposa se ven algo esponjosas o en forma de malla, con crestas y agujeros sostenidos por haces de tejido en forma de pilar (ver imagen de arriba).
Anteriormente, eran los agujeros entre estos pilares
Las mariposas ultra negras estudiadas mostraron una variedad de agujeros, con forma de panal, rectángulos y patrones de chevron. Pero había algo más que todos tenían en común.
(DirkHeumannK1966 / Barnard Dupont)
En comparación con las escamas negras normales, las escamas ultra negras mostraron crestas empinadas en la superficie, así como pilares más profundos y gruesos debajo.
Al ejecutar estas dos características a través de simulaciones por computadora, los investigadores ilustran que las escalas que carecen de superficies estriadas o pilares interiores reflejan hasta 16 veces más luz. Eso es esencialmente como pasar de ultra negro a marrón oscuro.
Junto con un contraste adicional de bordes blancos o parches brillantes cercanos, esos colores oscuros en las alas de una mariposa parecen aún más oscuros.
"Dado que estos cambios estructurales aumentan el área de superficie para la absorción", los autores escribir, "concluimos que las mariposas operan bajo los mismos principios de diseño que los materiales sintéticos ultra negros: alta rugosidad de la superficie y un área grande para la absorción".
Pero debido a que estas escalas son varias veces más delgadas que los nanotubos de carbono apilados, tanto los ingenieros como los biólogos están interesados en aprender cómo pueden atrapar tanta luz sin sobrecargarse.
La respuesta podría ayudarnos a diseñar mejores paneles solares y telescopios. Tal vez incluso podría camuflar un avión para que no pueda detectarse por la noche o por radar.
Las posibilidades son enormes para tal mecanismo nanoscópico.
El estudio fue publicado en Comunicaciones de la naturaleza.