Nota Área de Entomología:

Lepidópteros y biomimética: desde las alas de una mariposa a una pantalla digital

Escamas de mariposa Papilio sp.

Escamas de mariposa Papilio sp.

Escamas de mariposa Papilio sp. 

Francisco Urra, Curador del Área de Entomología, nos cuenta como la naturaleza sigue dictando las pautas del desarrollo tecnológico.

04/08/2017

Fuente: Museo Nacional de Historia Natural

La biomimética, también llamada biomímesis o biomimetismo (biomimicry en inglés), es una ciencia que estudia y aplica los principios biológicos para resolver problemas tecnológicos. En el transcurso de 3.800 millones de años de evolución, la naturaleza ha dado origen a diversos procesos, materiales y estructuras biológicas con un “diseño óptimo” para las condiciones ambientales en las que habitan las especies, y que pueden imitarse para propósitos humanos. A nadie le resulta extraño que la forma de los aviones y de los submarinos imite la de aves y peces respectivamente, pero la biomimética abarca un campo aún más amplio, que involucra el desarrollo de nuevos materiales, procesos industriales y tecnologías que ayudan a minimizar el consumo energético y el impacto ambiental. La investigación en este campo se orienta a desarrollar aplicaciones a partir de la morfología, fisiología y bioquímica de los organismos.

Mariposa Prepona sp. (Nymphalidae)

Mariposa Prepona sp. (Nymphalidae)

Mariposa Prepona sp. (Nymphalidae)

Debido a su enorme diversidad, los insectos resultan excelentes modelos biomiméticos, dignos de imitar. Por mencionar un ejemplo, se han creado pantallas inspiradas en los colores iridiscentes de las alas de algunas mariposas. Estos colores brillantes no se deben a la presencia de pigmentos, sino que se generan por la estructura cristalina de las escamas que cubren las alas (colores estructurales). Al pasar por estos diminutos prismas, la luz se descompone en sus distintas bandas de color (espectro) y se refleja en el ojo del observador, de la misma manera como se percibe un arco iris.

Escamas de mariposa Prepona sp.

Escamas de mariposa Prepona sp.

Escamas de mariposa Prepona sp.

Basándose en esta propiedad, se han diseñado pantallas que utilizan la luz ambiental para iluminarse y así economizar hasta un 90% de la energía de la batería en un dispositivo móvil. Estas pantallas consiguen este efecto mediante dos paneles de vidrio y pequeños espejos (de 10 a 50 micrómetros cuadrados) que reflejan los colores al moverse. De este modo, al aire libre y con luz natural, los colores se intensifican y no se pierde nitidez como sucede con las pantallas comunes retroiluminadas.

Mariposa Morpho sp. (Nymphalidae).

Mariposa Morpho sp. (Nymphalidae).

Mariposa Morpho sp. (Nymphalidae).

Variadas son las aplicaciones tecnológicas de los colores estructurales. Se han incluido en el desarrollo de cosméticos, textiles, decoraciones, pinturas, afiches y hologramas de seguridad (por ejemplo en billetes). Debido a la ausencia de pigmentos, esta tecnología representa una alternativa más económica y de mayor durabilidad que el uso de tintes o pinturas tradicionales.

REFERENCIAS

- Saito, A. 2011. Material design and structural color inspired by biomimetic approach. Science and Technology of Advanced Materials, 12(6), 064709.

http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1468-6996/12/6/064709/pdf   

- Wang, W., Zhang, W., Gu, J., Liu, Q., Deng, T., Zhang, D., y Lin, H.-Q. 2013. Design of a structure with low incident and viewing angle dependence inspired by Morpho butterflies. Scientific Reports, 1-9.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3852364/pdf/srep03427.pdf

Recursos adicionales

Materias: Entomología
Palabras clave: biomimética - lepidopteros - Mariposa - Francisco Urra