Ett team av forskare från State University of Pennsylvania (USA) och Universidad Autónoma de Madrid (UAM) har utvecklat en teknik för att replikera biologiska strukturer, som fjärilsvingar, i nanoskala. Det resulterande biomaterialet kan användas för att göra optiskt aktiva strukturer, såsom optiska diffusorer för solpaneler.

Insekts färger och deras iriserande (förmågan att ändra färger beroende på vinkeln) eller deras förmåga att framstå som metalliska bestäms av små foton i nanostorlek som finns i nagelbanden. Forskare har fokuserat på dessa biostrukturer för att utveckla enheter med ljusemitterande egenskaper som de just presenterat i tidningen Bioinspiration och biomimetik .

"Denna teknik utvecklades vid Materials Research Institute vid State University of Pennsylvania och gör det möjligt att göra kopior av biologiska strukturer i nanometrisk skala", Raúl J. Martín-Palma, föreläsare vid Institutionen för tillämpad fysik vid UAM och medförfattare till studien förklarar för SINC.

Forskarna har skapat "fristående kopior av ömtåliga, laminärt, chitinous biotemplates ", det är, kopior av nanostrukturerna av fjärilsvingar. Utseendet på dessa bilagor beror vanligtvis mer på deras periodiska nanometriska struktur (som bestämmer den "fysiska" färgen) än på pigmenten i vingarna (som fastställer den "kemiska" färgen).

För att skapa nytt biomaterial, laget använde föreningar baserade på Germanium, Selen och Stibium (GeSeSb) och använde en teknik som kallas Conformal-Evaporated-Film-by-Rotation (CEFR), som kombinerar termisk avdunstning och substratrotation i en lågtryckskammare. De använde också nedsänkning i en vattenhaltig ortofosforsyralösning för att lösa kitinet (ämne som vanligtvis finns i exoskeleton av insekter och andra leddjur).

De metoder som hittills använts för att replikera biostrukturer är mycket begränsade när det gäller att erhålla effektiva kopior i nanometrisk skala och de skadar ofta den ursprungliga biostrukturen eftersom de används i korrosiva atmosfärer eller vid höga temperaturer. Den nya tekniken övervinner "problemen" helt, eftersom det används vid rumstemperatur och inte kräver användning av giftiga ämnen.

Martín-Palma påpekar att de strukturer som härrör från replikering av fjärilsvingarnas biotemplat kan användas för att göra olika optiskt aktiva strukturer, såsom optiska diffusorer eller beläggningar som maximerar solcellens ljusabsorption, eller andra typer av enheter. "Vidare, tekniken kan användas för att replikera andra biologiska strukturer, såsom skalbaggar eller sammansatta ögon av flugor, bin och getingar, säger forskaren.

De sammansatta ögonen på vissa insekter är bra kandidater för ett stort antal applikationer eftersom de ger en fantastisk vinkelsyn. "Utvecklingen av miniatyrkameror och optiska sensorer baserade på dessa organ skulle göra det möjligt för dem att installeras i små utrymmen i bilar, mobiltelefoner och displayer, förutom att ha användning inom områden som medicin (utveckling av endoskop) och säkerhet (övervakning) ", Säger Martín-Palma.

Mer information: Akhlesh Lakhtakia, Raúl J. Martín-Palma, Michael A. Motyka och Carlo G. Pantano. "Tillverkning av fristående kopior av ömtåliga, laminärt, chitinösa biotemplates ". Bioinspiration och biomimetik 4 (3):034001, September 2009.

Källa:FECYT - Spanish Foundation for Science and Technology