Os cientistas descobriram um tipo completamente novo de opala formada por uma alga marinha comum que aproveita a tecnologia natural por meio da automontagem de uma nanoestrutura de gotículas de óleo para controlar como a luz é refletida de suas células para exibir uma gama cintilante de cores que, até agora, só foi visto na pedra preciosa.

As evidências, publicado em Avanços da Ciência e liderado pelos Drs. Heather Whitney e Ruth Oulton da Universidade de Bristol, mostram que o brilho iridescente azul e verde brilhante da alga marrom, também conhecido como "destruição do arco-íris" (Cystoseira Tamariscifolia) e comumente encontrado em toda a região costeira da Europa, incluindo o Reino Unido, surge de uma nanoestrutura complexa que controla como a luz é refletida em suas células contendo cloroplastos. Ainda mais notável, é como essas algas marinhas podem ligar e desligar essa automontagem, criando opalas mutáveis ​​que reagem à luz do sol em mudança nas piscinas naturais.

Essas estruturas surgem de esferas nanométricas compactadas de maneira regular e são conhecidas por especialistas em óptica por refletirem cores diferentes da luz branca que entra em direções diferentes. Esses tipos de estruturas também são vistos naturalmente em opalas de pedras preciosas, que compreendem uma nanoestrutura de pequenas esferas de vidro formadas dentro de uma pedra dura bem abaixo da superfície da terra que naturalmente se compactam de forma que difratam a luz em diferentes direções, dando à opala sua conhecida opalescência.

Dra. Ruth Oulton, Professor Martin Cryan e Dr. Martin Lopez-Garcia (agora no Instituto Ibérico Internacional de Nanotecnologia, Portugal), todos os especialistas em nano-óptica na Escola de Física e no Departamento de Engenharia Elétrica de Bristol, descobriram que estes naturais, opalas "vivas" se formam não de vidro, mas de minúsculas gotículas de óleo produzidas pelas algas marinhas.

Em um processo desconhecido para a nanotecnologia atual, as células contendo cloroplastos das algas (que ajudam na fotossíntese) montam as gotículas de óleo em uma embalagem regular. Surpreendentemente, essas algas marinhas podem ligar e desligar essa automontagem, criando opalas mutáveis ​​que reagem à luz do sol em mudança nas piscinas naturais. Ainda mais notável é como as algas marinhas realizam a automontagem dinâmica, em uma escala de tempo de apenas algumas horas, é um verdadeiro mistério para a equipe de pesquisa.

Dr. Martin Lopez-Garcia, disse:"A formação de opalas a partir de gotículas de óleo é uma descoberta completamente nova. Se os nanotecnologistas fossem capazes de compreender e imitar as propriedades dinâmicas desta opala de algas marinhas, podemos no futuro ter biodegradáveis, tecnologia de display comutável que pode ser usada em embalagens ou muito eficiente, células solares de baixo custo. "

Nathan Masters, um aluno de doutorado nas Escolas de Física e Ciências Biológicas em Bristol, descobriram que, ao iluminar as algas marinhas, a iridescência desapareceu, mas quando mantido em condições quase escuras, o brilho azul esverdeado reapareceu. Ao imaginar as algas em um nível sub-nanoescala, a equipe descobriu que as algas estavam ligando e desligando a automontagem, passando de um desordenado, estado irrefletido para um ordenado, opalescente. Mas o mais surpreendente para a equipe de pesquisa foi que a opala é dinâmica.

Por que as algas marinhas fazem isso ainda precisa ser provado, mas os Drs. Heather Whitney e Heath O'Brien, que realizou o trabalho enquanto estava na Escola de Ciências Biológicas de Bristol, (agora na Cardiff University), acreditam que, porque as opalas ficam na mesma parte da célula que os cloroplastos - os corpos coletores de energia luminosa do organismo - elas provavelmente estão controlando os níveis de luz, espalhando a luz uniformemente para todos os cloroplastos disponíveis dentro da célula. Isso pode ajudar as algas a lidar com diferentes níveis de luz durante a maré alta e baixa.

Dra. Ruth Oulton, Professor de Fotônica Quântica na Escola de Física e no Departamento de Engenharia Elétrica e Eletrônica, acrescentou:"Na última década, nanotecnologistas conseguiram fazer opalas artificiais com nanoesferas de vidro semelhantes. Mas parece que a humilde alga marinha também é capaz de fazer essas opalas artificiais em suas células. Então, da próxima vez que você fizer uma festa no Reino Unido durante as férias de verão, veja se consegue encontrar essa alga marinha incrível com sua tecnologia de nanofabricação. "