Verde sempre foi a cor da inveja - e na nanotecnologia, não é diferente.

Os humanos sempre se voltaram para a natureza em busca de dicas, ferramentas e #inspo.

Durante séculos, usamos pigmentos vegetais e animais para tingir nossas roupas com todas as cores do arco-íris.

Mas alguns tons são mais fáceis do que outros.

Jogue um pouco de sombra

Na natureza, colorantes verdes ou azuis são difíceis de fazer.

Hoje em dia, podemos criar coisas azuis com duas sacudidelas do rabo de um cachorro. Mas antes dos corantes sintéticos, índigo derivado de planta era 'ouro azul', uma mercadoria tão valiosa que muitas pessoas foram exploradas em sua produção.

Igualmente difíceis de obter eram os corantes verdes. Majoritariamente, as pessoas misturariam índigo com pigmentos amarelos de açafrão, cascas de açafrão e cebola.

No entanto, a pequena borboleta com mechas - como muitas outras borboletas - foi capaz de evitar a rota química por completo. Para obter o tom grinchy, ele simplesmente imita fisicamente o comprimento de onda da luz.

Ver verde

Portanto, o dogma é que a luz viaja em ondas.

Cores diferentes correspondem a comprimentos de onda diferentes. Os comprimentos de onda são medidos pelas distâncias entre picos e vales nas ondas de luz.

Percebemos que as coisas são de certas cores porque os pigmentos absorvem certos comprimentos de onda.

Meus jeans são azuis porque contêm pigmentos que absorvem o violeta, índigo, verde, amarelo, luz laranja e vermelha, mas refletem o azul. Meus sapatos são pretos porque o couro foi tratado com manchas que absorvem todas as cores, e minha camisa é rosa porque é uma cor muito fofa.

Vamos fisicamente

Mas a cor nem sempre é química. Às vezes é físico.

Na asa do hairstreak, a coloração estrutural ocorre quando a luz é refletida nos cristalitos microscópicos.

Os cristalitos têm essa estrutura maluca de labirinto 3-D. Os cientistas os chamam de giroides.

Uma rede de nanoestrutura de giroide cobre escalas individuais na asa. Cristalitos sobem cristas ao longo das escamas e são atravessados ​​por costelas.

Isso significa que cada escala individual de borboleta é coberta por uma estrutura complexa, mas altamente regular, com picos e depressões uniformemente espaçados.

Como as distâncias entre picos e vales desta estrutura correspondem ao comprimento de onda da luz verde, nós vemos o verde.

As coisas difíceis

As nanoestruturas biológicas do giroide foram estudadas exaustivamente apenas recentemente. Mas não porque os cientistas não estivessem interessados ​​neles.

Realmente, o tamanho realmente ridiculamente minúsculo os torna bem difíceis de examinar. Literalmente, um centro para formigas seria mil vezes grande para elas.

Outro problema é que a maioria deles é feita de uma fina membrana suportada por água.

Para tentar obter um vislumbre dessas estruturas vivas dentro de um microscópio eletrônico, temos que colocá-los no vácuo.

Isso funciona tão bem quanto fazer bolhas de sabão no espaço sideral - em outras palavras, nada bem.

Sem nenhum ar para empurrar de volta para a membrana, eles estouram. Rapidamente.

Mas os giroides de nossa borboleta não são feitos de membranas. Em vez, eles são feitos de um material duro chamado quitina. É um açúcar encontrado nas cascas de insetos e crustáceos, bem como em escamas de peixes e cogumelos.

E é significativamente mais fácil obter uma boa imagem do que está sob um microscópio em escala nanométrica.

Pequenos insights

As nanoestruturas estão em quase todos os lugares, e eles são úteis para quase tudo.

Eles fazem folhas de lótus com autolimpeza. Eles fazem pés de lagartixa pegajosos. Eles ajudam os striders da água a andar sobre a água.

Podemos apenas observar aqueles que criam um efeito óptico, mas mesmo assim, eles são muito comuns.

Os brilhantes arco-íris que brincam nas conchas de ostra em diferentes ângulos. Os tons vibrantes da arara azul e amarela (denominada de forma inovadora). Ou a baga de mármore, que pode ser o material biológico mais brilhante do mundo.

Todos eles vêm de nano bits e bobs que interferem na luz.

Mesmo entre borboletas, nanoestruturas são comuns. Eles podem criar blues, verdes e iridescência. Até mesmo o revestimento anti-reflexo em borboletas de asas de vidro quase invisíveis tem nanoestruturas para agradecer.

Basicamente, os giroides da borboleta hairstreak são especiais - mas não tão especiais.

O que o torna único é que, pela primeira vez, temos uma imagem de como as nanoestruturas podem se formar.

Os cientistas descreveram o que parece ser um giroide em crescimento marchando da raiz até a ponta das escamas das asas.

Como os von Trapps alinhados em seus uniformes combinando, as estruturas nanocristalinas progridem de pequenas para grandes.

A partir deste instantâneo, os cientistas podem inferir como surgiram as nanoestruturas.

Monstro de olhos verdes

Toda essa ação nano deixa os cientistas com um pouco de inveja.

Os humanos podem usar nanoestruturas para muitas coisas diferentes e úteis.

E já usamos muito em nossa vida cotidiana. Mas só estudamos as coisas nos últimos anos. A natureza tem uma pequena vantagem inicial (leia-se:3 bilhões de anos) na evolução da produção em massa eficiente de nanoestruturas.

Então, como as borboletas se congelam em nano brilho no morcego de uma omatídia? Essa observação da asa do hairstreak é o primeiro passo para responder a essa pergunta.

Mas certamente antes de sabermos disso, nossas roupas serão cobertas de autolimpantes, mudança de cor, nanoestruturas invisíveis que controlam o clima.

Não é a primeira vez que os humanos se inspiram na natureza. E com certeza não será o último.

Este artigo apareceu pela primeira vez no Particle, um site de notícias científicas baseado na Scitech, Perth, Austrália. Leia o artigo original.