Cinvestav. Uno de los atractivos de las burbujas de jabón es la gama de colores que expone al contraste con la luz y que cambia según el ángulo de visión. Este fenómeno se llama iridiscencia, y ha sido replicado por investigadores del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) Unidad Querétaro en novedosos materiales de interés al sector productivo.

El fenómeno de la iridiscencia se encuentra en algunas partes de la naturaleza como en las alas de algunas mariposas, en las plumas del pavo real o en la cutícula de algunos escarabajos como el Cotinis mutabilis, mejor conocido en México como mayate.

De hecho, en esta última especie se basó el grupo de investigación del Cinvestav Unidad Querétaro, ya que a través del estudio de la cutícula del mayate, ha podido replicar este fenómeno en películas sólidas de nanocristales de celulosa con un color muy brillante, que no se degrada con luz ni usa pigmentos o metales para su elaboración, por lo que es bastante amigable con el medio ambiente y puede ser utilizado en un amplio espectro de la decoración.

“Los resultados obtenidos en esta investigación son prometedores para desarrollar materiales funcionales. Por ejemplo, la degradación del color estructural es muy pequeña en comparación con la de los colores comúnmente usados. Además, como se obtienen con materiales orgánicos son biodegradables, renovables y por ello amigables con el medio ambiente. Esto ofrece la posibilidad de utilizarlo en una gran gama de aplicaciones decorativas”, comentó Arturo Mendoza Galván, líder de la investigación.

Los colores que presenta el mayate en su abdomen se originan por estructuras de materiales transparentes que no son absorbentes, siendo el propio exoesqueleto el que origina el color. Al momento de que la luz blanca incide en el exoesqueleto refleja selectivamente luz de un color ya sea verde, rojo, anaranjado o amarillo. Eso se debe a que hay una estructura helicoidal dentro de la cutícula del escarabajo que durante millones de años ha evolucionado para brindar propiedades mecánicas óptimas al exoesqueleto.

Una estructura helicoidal está formada por capas múltiples, en cada una de ellas se encuentran numerosas fibras alineadas en una orientación ligeramente diferente a la de las fibras en capas adyacentes, y la orientación de las fibras en la dirección perpendicular a las capas describe una hélice.

“Uno de los objetivos de este proyecto es conocer a detalle la estructura de la cutícula de los escarabajos que da lugar a las propiedades ópticas fascinantes”. Esa estructura de los escarabajos es multifuncional, pues define y estabiliza su cuerpo, previene deshidratación e infecciones, sostiene los órganos internos y brinda protección ante depredadores de su mismo tamaño.

La investigación realizada, en colaboración con los doctores Hans Arwin y Kenneth Järrendahl de la Universidad de Linköping, Suecia, ha revelado que el período de la estructura helicoidal es mayor en la región superficial que en las regiones interiores de la cutícula, lo cual puede estar relacionado con las propiedades mecánicas requeridas en esa parte del cuerpo del escarabajo.

El grupo de investigación del Cinvestav encontró que además de las propiedades iridiscentes con las que cuenta la estructura de este escarabajo también refleja luz de polarización circular izquierda, la cual no es común en la naturaleza, actualmente la podemos encontrar en la proyección de películas en 3D y eventualmente podría ser utilizada en sistemas de seguridad o en sistemas ópticos complejos.

De acuerdo con los investigadores del Cinvestav aprender de la naturaleza cómo se pueden desarrollar sistemas estructurados, usando materiales orgánicos ligeros, puede ser de gran utilidad para desempeñar múltiples funciones de interés en diversos sectores productivos.