Uma equipe de pesquisadores da State University of Pennsylvania (EUA) e da Universidad Autónoma de Madrid (UAM) desenvolveu uma técnica para replicar estruturas biológicas, como asas de borboleta, em uma escala nano. O biomaterial resultante pode ser usado para fazer estruturas opticamente ativas, como difusores ópticos para painéis solares.

As cores dos insetos e sua iridescência (capacidade de mudar as cores dependendo do ângulo) ou de parecerem metálicos são determinadas por minúsculas estruturas fotônicas de tamanho nano que podem ser encontradas em sua cutícula. Os cientistas se concentraram nessas bioestruturas para desenvolver dispositivos com propriedades emissoras de luz que acabaram de apresentar na revista. Bioinspiração e Biomimética .

"Essa técnica foi desenvolvida no Instituto de Pesquisa de Materiais da Universidade Estadual da Pensilvânia e permite que réplicas de estruturas biológicas sejam feitas em escala nanométrica", Raúl J. Martín-Palma, docente do Departamento de Física Aplicada da UAM e co-autora do estudo explica ao SINC.

Os pesquisadores criaram "réplicas independentes de fragilidade, laminar, biotemplates quitinosos ", isso é, cópias das nanoestruturas das asas das borboletas. A aparência desses apêndices geralmente depende mais de sua estrutura nanométrica periódica (que determina a cor "física") do que dos pigmentos nas asas (que estabelecem a cor "química").

A fim de criar um novo biomaterial, a equipe usou compostos à base de germânio, Selênio e Estíbio (GeSeSb) e empregou uma técnica chamada Conformal-Evaporated-Film-by-Rotation (CEFR), que combina evaporação térmica e rotação de substrato em uma câmara de baixa pressão. Eles também usaram a imersão em uma solução aquosa de ácido ortofosfórico para dissolver a quitina (substância normalmente encontrada no exoesqueleto de insetos e outros artrópodes).

Os métodos usados ​​até agora para replicar bioestruturas são muito limitados quando se trata de obter cópias efetivas em escala nanométrica e muitas vezes danificam a bioestrutura original por serem usados ​​em ambientes corrosivos ou em altas temperaturas. A nova técnica supera "totalmente" esses problemas, pois é empregado em temperatura ambiente e não requer o uso de substâncias tóxicas.

Martín-Palma destaca que as estruturas resultantes da replicação do biótipo de asas de borboleta poderiam ser utilizadas para fazer várias estruturas opticamente ativas, como difusores ópticos ou coberturas que maximizam a absorção de luz da célula solar, ou outros tipos de dispositivos. "Além disso, a técnica pode ser usada para replicar outras estruturas biológicas, como conchas de besouro ou olhos compostos de moscas, abelhas e vespas, "diz o pesquisador.

Os olhos compostos de certos insetos são bons candidatos para um grande número de aplicações, pois fornecem uma excelente visão angular. “O desenvolvimento de câmeras em miniatura e sensores ópticos baseados nesses órgãos possibilitaria que eles fossem instalados em pequenos espaços nos carros, telefones celulares e visores, além de ter aplicações em áreas como medicina (desenvolvimento de endoscópios) e segurança (vigilância) ", Martín-Palma diz.

Mais Informações: Akhlesh Lakhtakia, Raúl J. Martín-Palma, Michael A. Motyka e Carlo G. Pantano. "Fabricação de réplicas independentes de frágeis, laminar, biotemplates quitinosos ". Bioinspiração e Biomimética 4 (3):034001, Setembro de 2009.

Fonte:FECYT - Fundação Espanhola para a Ciência e Tecnologia