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Cyphochilus es un género de escarabajos con escamas blancas inusualmente brillantes que cubren todo el exoesqueleto . Los Cyphochilus habitan en el sudeste asiático . [1]
Etimología
Probablemente la misma etimología que la antigua orquídea Cyphochilus : del griego kyphos que significa "doblado" y cheilos que significa "labio", debido al labio reflexo. [2]
Morfología externa
La blancura de las escamas se debe a una estructura fotónica delgada y desordenada (≈7 μm) que dispersa la luz de todas las longitudes de onda con la misma eficiencia, lo que da como resultado una coloración blanca . Esto es particularmente interesante ya que el exoesqueleto del escarabajo debajo de las escamas es negro, lo que significa que los eventos de dispersión deben ser muy eficientes para lograr una opacidad tan alta. [3]
Las escamas blancas están compuestas de esclerotina , una forma modificada del polímero quitina , y son más blancas que el papel o cualquier material artificial producido a partir de 2022. Es decir, tienen un camino libre medio de dispersión más corto que cualquier material natural gracias a la anisotropía en la arquitectura espacial de las fibras, lo que asegura una alta eficiencia de empaquetamiento al tiempo que evita el amontonamiento óptico. [4]
Ecología
Se cree que los escarabajos han desarrollado una coloración blanca para camuflarse entre los hongos blancos . Los filamentos de quitina tienen apenas unos pocos micrómetros de espesor, mucho más delgados que una hoja de papel muy fina. Los elementos están muy juntos, [5] dispersando la luz de manera eficiente, pero aún así son capaces de mantener un cierto grado de desorden en su forma. [6] Se ha demostrado que esta estrategia está optimizada evolutivamente para producir una blancura brillante a pesar del bajo índice de refracción de la esclerotina . [7]
Materiales inspirados
Los científicos han aprovechado la topología de la red aleatoria para fabricar materiales de rendimiento comparable para su aplicación en pinturas y revestimientos ultrablancos. Por ejemplo, en 2018 Syurik et al. desarrollaron un material bioinspirado basado en PMMA que dispersa la luz de manera eficiente y es flexible y conmutable en apariencia. [8]
Otro ejemplo reciente consiste en el uso de nanofibrillas de celulosa para fabricar papel ultrablanco para cosméticos y recubrimientos. [9] O cerámica para azulejos. [10]
En 2023, una cerámica duradera a base de alúmina a base de Cyphochilus alcanzó una reflectividad solar del 99,6 %, un récord, junto con una emisión térmica infrarroja del 96,5 %. Tolera la luz ultravioleta y aumenta la evaporación del agua y soporta temperaturas de más de 1000 °C. [11]
Por último, los investigadores también afirman que el material se puede producir en masa fácilmente, utilizando materiales comunes como la alúmina y un proceso de dos pasos de inversión de fase y sinterización. Y si el blanco resulta demasiado aburrido para algunas casas, el material aparentemente se puede producir en otros colores y patrones añadiendo capas adicionales.
Referencias
- ^ "Un escarabajo blanco deslumbra a los científicos". BBC News . 18 de enero de 2007.
- ^ Sociedad de Orquídeas de Honolulu y Sociedad de Orquídeas del Pacífico (1975). "Na Okika O Hawaii". Na Okika O Hawaii = Diario de orquídeas de Hawaii . Sociedad de Orquídeas de Honolulu y Sociedad de Orquídeas del Pacífico: 22. ISSN 0099-8745.
- ^ P. Vukusic, B. Hallam y J. Noyes (2007). "Blancura brillante en escamas ultradelgadas de escarabajos". Science . 315 (5810): 348. Bibcode :2007Sci...315..348V. doi :10.1126/science.1134666. PMID 17234940. S2CID 9813819.
- ^ Burresi, Matteo; Cortese, Lorenzo; Pattelli, Lorenzo; Kolle, Mathias; Vukusic, Peter; Wiersma, Diederik S.; Steiner, Ullrich; Vignolini, Silvia (15 de agosto de 2014). "Las escamas de escarabajo blanco brillante optimizan la dispersión múltiple de la luz". Scientific Reports . 4 (1): 6075. Bibcode :2014NatSR...4E6075B. doi :10.1038/srep06075. PMC 4133710 . PMID 25123449.
- ^ Cortese, Lorenzo; Pattelli, Lorenzo; Utel, Francisco; Vignolini, Silvia; Burresi, Matteo; Wiersma, Diederik S. (octubre de 2015). "Transporte de luz anisotrópica en escamas de escarabajo blanco". Materiales ópticos avanzados . 3 (10): 1337– 1341. doi : 10.1002/adom.201500173 . hdl : 11696/65192 .
- ^ Espuig, María Dasi (16 de agosto de 2014). "Se comprende la blancura de los escarabajos". Noticias de la BBC .
- ^ Wilts, Bodo D.; Sheng, Xiaoyuan; Holler, Mirko; Diaz, Ana; Guizar-Sicairos, Manuel; Raabe, Jörg; Hoppe, Robert; Liu, Shu-Hao; Langford, Richard; Onelli, Olimpia D.; Chen, Duyu; Torquato, Salvatore; Steiner, Ullrich; Schroer, Christian G.; Vignolini, Silvia; Sepe, Alessandro (22 de junio de 2017). "Estructura de red fotónica optimizada evolutivamente en escamas de alas de escarabajo blanco" (PDF) . Materiales avanzados . 30 (19): 1702057. doi : 10.1002/adma.201702057 . PMID 28640543.
- ^ Syurik, Julia; Jacucci, Gianni; Onelli, Olimpia D.; Holscher, Hendrik; Vignolini, Silvia (22 de febrero de 2018). "Redes altamente dispersas bioinspiradas mediante separación de fases de polímeros". Materiales funcionales avanzados . 28 (24): 1706901. doi : 10.1002/adfm.201706901 .
- ^ Toivonen, Matti S.; Onelli, Olimpia D.; Jacucci, Gianni; Lovikka, Ville; Rojas, Orlando J.; Ikkala, Olli; Vignolini, Silvia (13 de marzo de 2018). "Brillo asistido por difusión anómala en membranas de nanofibrillas de celulosa blanca". Materiales avanzados . 30 (16): 1704050. doi : 10.1002/adma.201704050 . PMID 29532967.
- ^ Lin Kaixin, Edwin Tso Chi-yan; Chen Siru (10 de noviembre de 2023). "La nueva cerámica refrigerante puede mejorar la eficiencia energética del sector de la construcción y ayudar a combatir el calentamiento global: investigación de CityU" (Comunicado de prensa). CityU Hong-Kong University.
- ^ Irving, Michael (13 de noviembre de 2023). "La cerámica ultrablanca enfría los edificios con una reflectividad récord del 99,6 %". New Atlas . Consultado el 13 de noviembre de 2023 .