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SEM descifra los colores de la mariposa | Microscopía y Análisis

10 Febrero 2018, 06:18 | Alonzo Saldana

SEM descifra los colores de la mariposa | Microscopía y Análisis

SEM descifra los colores de la mariposa | Microscopía y Análisis

Los investigadores basados ​​en Hong Kong han utilizado SEM y la espectroscopia de reflexión de ángulo resuelto para investigar por qué las especies de mariposas, dentro de un solo género, son colores diferentes. El físico Kok Wai Cheah, de la Universidad Bautista de Hong Kong, y sus colegas, creen que el descubrimiento abre el camino a los revestimientos que cambian el color para la ropa y otros materiales. Las escalas de mariposas comprenden estructuras fotónicas a nanoescala que controlan cómo la luz incidente refleja y está polarizada, produciendo efectos ópticos tales como iridiscencia; el cambio de color en función del ángulo de visión. Para comprender mejor cómo esta estructura física de las alas de la mariposa se relaciona con las propiedades ópticas, los investigadores utilizaron SEM para estudiar tres mariposas tropicales; el Papilio ulysses, Papilio peranthus y Papilio blumei.

A medida que Cheah destaca, cada especie muestra iridiscencia, pero con una diferencia. Mientras que todos miran el azul profundo si están vistos desde el lado, cada uno aparece un diverso tono de verde cuando está visto de arriba.

Alas de mariposa de izquierda a derecha: vistas frontales de P. peranthus, P. blumei , y P. Ulises. El panel más a la derecha es una vista lateral de P. ulysses. El equipo estudió las diferentes alas bajo un SEM, mostrando cada una de las escalas comprendidas con

La microscopía óptica indicó que las escamas lisas produjeron iridiscencia verde mientras que las escamas dentadas, de aspecto negro, no reflejaban la luz.

Usando un haz de iones de enfoque, Los investigadores descubrieron que la estructura fotónica dentro de la escala de cada especie comprendía varias capas de cutícula alternando con pilares de cutícula acuñados dentro de un aire más grande

Como señalan Cheah, estas capas de láminas de aire y cutícula actúan como un reflector de Bragg, un espejo de múltiples capas que sólo refleja ciertas longitudes de onda de la luz.

Imagen SEM que muestra la estructura de la cutícula de siete capas de una sección transversal de la escala de alas de Papilio blumei con una ampliación de casi 30.000 x.

SEM descifra los colores de la mariposa | Microscopía y Análisis
SEM descifra los colores de la mariposa | Microscopía y Análisis

Imagen cortesía de HL Tam y KW Cheah,

Para investigar más a fondo, los investigadores recurrieron a la espectroscopia de reflexión de ángulo resuelto, midiendo el espectro de luz de las escalas de las alas, en diferentes ángulos. que los diferentes colores del ala de cada especie se reducen al número de capas de cutícula dentro de la unidad repetitiva de una escala, así como a los espesores de las capas de láminas de cutícula y de aire. Para verificar la dependencia del color del ala los espesores y las periodicidades de las pilas de la capa de lamina del aire-capa de la cutícula, funcionaron entonces los modelos de computadora que simulaban las escalas de las alas de la mariposa como cristales fotónicos unidimensionales. Los resultados apoyaron resultados experimentales y como Cheah dice: Todo proviene del hecho de que la estructura del ala tiene sutiles diferencias entre eac h tipo de mariposa. El equipo ahora tiene la intención de investigar el mecanismo generador de color de otros insectos, incluyendo el efecto metálico producido por las conchas iridiscentes del escarabajo.

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La investigación se publica en Materiales Ópticos Express

Mismo corte transversal que arriba, con un aumento de casi 60.000x. Imagen cortesía de H.L. Tam y K. W. Cheah, Universidad Bautista de Hong Kong

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