Método nunca visto para crear el color azul que se encuentra en las manchas de las mantarrayas: Heaven32
Las rayas de cola de cinta con manchas azules crean el color azul de una manera única, informan los investigadores en un nuevo estudio. El estudio muestra que las nanoestructuras novedosas dan a las rayas sus manchas homónimas, distorsionando intrincadamente la luz sobre la piel de las rayas para formar un azul intenso que no cambia con el ángulo de visión.
El azul es un color difícil de conjurar para los seres vivos. La mayoría de los tonos del mundo natural se producen mediante compuestos que evolucionaron para absorber la luz solar y emitir un color particular. En los casos en que se emite luz roja, la sustancia química debe absorber las longitudes de onda más energéticas, como los verdes, los azules y los violetas.
Una solución más sencilla, al parecer, es utilizar otro enfoque: dispersar las longitudes de onda no deseadas utilizando nanoestructuras que curvan la luz en lo que se conoce como color estructural.
“Si ves el color azul en la naturaleza, puedes estar casi seguro de que está formado por nanoestructuras de tejido, no por pigmentos”. dice Mason Dean, profesor asociado de anatomía comparada en la Universidad de la Ciudad de Hong Kong y coautor del nuevo estudio.
Estos azules estructurales suelen surgir de nanoarquitecturas altamente ordenadas, pero el examen de los puntos azules de estos rayos por parte de los investigadores reveló algo diferente.
El azul estructural es “inusualmente brillante e independiente del ángulo”, informan, “surge de una matriz más desordenada de elementos dispersos con una ultraestructura de núcleo-capa no descrita previamente”.
Eso por sí solo sería interesante, pero este descubrimiento también podría tener aplicaciones prácticas para la humanidad, inspirando potencialmente nuevos tipos de colores libres de químicos.
Los colores estructurales como éste son fenómenos naturales complejos, señala Dean, influenciados por variables que van más allá de cómo curvan la luz.
“Entender el color estructural de los animales no se trata solo de física óptica, sino también de los materiales involucrados, cómo están finamente organizados en el tejido y cómo se ve el color en el entorno del animal”, dijo Dean. dice.
En este caso, las rayas de cola de cinta con manchas azules tienen regiones de células de la piel con propiedades especiales que las ayudan a producir este azul casi sobrenatural, explica el autor principal Amar Surapaneni, anteriormente investigador posdoctoral del grupo de Dean y ahora académico visitante en el Trinity College de Dublín.
“Descubrimos que el color azul es producido por células cutáneas únicas, con una disposición tridimensional estable de esferas a escala nanométrica que contienen nanocristales reflectantes (como perlas suspendidas en un té de burbujas)”, Surapaneni dice
“Debido a que el tamaño de las nanoestructuras y su espaciamiento son un múltiplo útil de la longitud de onda de la luz azul, tienden a reflejar longitudes de onda azules específicamente”.
Además de esas células productoras de azul, los rayos también tienen otro truco que le da a su azul un impulso extra.
“Para eliminar cualquier color extraño, una capa gruesa de melanina debajo de las células productoras de color absorbe todos los demás colores, lo que da como resultado una piel de un azul extremadamente brillante”, dijo Dean. dice.
“Al final, los dos tipos de células son una gran colaboración: las células de color estructurales se concentran en el color azul, mientras que las células pigmentarias de melanina suprimen otras longitudes de onda, lo que da como resultado una piel azul extremadamente brillante”.
La raya de cola de cinta con manchas azules (Lymma profesional de Taeni) vive principalmente en aguas poco profundas alrededor de los arrecifes de coral en los océanos Índico tropical y Pacífico occidental, con un área de distribución que se extiende hasta Sudáfrica y el norte de Australia.
Tiene un veneno potente y su coloración llamativa podría haber evolucionado como advertencia. Sin embargo, generalmente es tímido con los humanos y, cuando es posible, suele huir en lugar de picar. Y, dados los colores de su hábitat nativo, el azul también puede ayudar con el camuflaje.
“En el agua, el azul penetra más profundamente que cualquier otro color, lo que ayuda a los animales a mimetizarse con su entorno”, dijo Dean. dice“Las manchas azules brillantes de la piel de las rayas no cambian con el ángulo de visión; por lo tanto, podrían tener ventajas específicas en el camuflaje cuando el animal está nadando o maniobrando rápidamente con sus alas onduladas”.
Tomar prestadas algunas ideas de estos rayos también podría traer beneficios para nuestra especie, añade Dean.
“Estamos buscando colaboraciones con otros investigadores para desarrollar sistemas de colores estructurales biomiméticos flexibles inspirados en la naturaleza suave de la piel de raya para obtener colores seguros y libres de químicos en textiles, pantallas flexibles, pantallas y sensores”, dijo. dice.
El estudio fue publicado en AMateriales ópticos avanzados.