Estudian la reacción natural de las alas de los insectos holometábolos al entrar en contacto con fuentes de calor, gases o productos químicos, para desarrollar una nueva generación de biosensores ultra-sensibles
Un equipo de investigadores de GE Global Research, dirigido por el científico Radislav Potyrailo, está desarrollando sensores ultra-sensibles de imagen térmica y química a partir del estudio e imitación de las propiedades de las diferentes microescalas de las alas de mariposa del género Morpho.
El programa dirigido por Potyrailo utiliza tecnologías innovadoras como la nanotecnología y los últimos avances en fotónica para tomar la morfología de las alas de mariposa como fuente de inspiración y resolver problemas tecnológicos que la naturaleza ha resuelto por sí misma. Este proceso de investigación, conocido como biomímesis, pretende explicar la compleja interacción de las escalas con la luz y que da como resultado ese vibrante brillo verde azulado tan característico.
A partir de la observación directa de las alas Morpho a través de microscopios electrónicos de gran potencia, los científicos observaron el mecanismo utilizado por estos insectos holometábolos para experimentar una curiosa transformación de color al entrar en contacto con fuentes de calor, gases y productos químicos.
El equipo de GE descubrió que este fenómeno se debía a una compleja estructura capaz de absorber y modular la luz formada por una capa de diminutas escamas de apenas unas decenas de micrómetros de diámetro, que a su vez estaban integradas por subescalas con crestas de unos cientos de nanómetros de ancho. De tal forma que cuando la radiación infrarroja incide sobre la superficie de las alas, se incrementa su temperatura produciendo una expansión paulatina de su nanoestructura que genera iridiscencia y una sorprendente transformación de color.
Pues bien, esta reacción natural de la nanoestructura de alas tipo Morpho frente a las condiciones del entorno podría algún día ayudar a crear sofisticados mapas visuales de calor para dispositivos portátiles de diagnóstico médico, cámaras de vigilancia de alta sensibilidad o gafas de visión nocturna, entre otros. Para ello, el equipo de Potyrailo ha utilizado los últimos avances en nanotecnología y fotónica para imitar el comportamiento de estas microestructuras con las que poder desarrollar biosensores ultra-sensibles capaces de proporcionar una mejor respuesta al calor e incluso detectar hasta 1.000 productos químicos diferentes.
De hecho, los investigadores están mejorando su capacidad de respuesta agregando nanotubos de carbono capaces de incrementar la cantidad de radiación que la superficie puede absorber, con el propósito de aumentar su sensibilidad térmica.
Esta nueva generación de biosensores se podría utilizar para detectar posibles problemas de seguridad médica en la evaluación de órganos internos o la cicatrización de heridas, así como posibles problemas de seguridad ambiental como el control de las emisiones en las centrales eléctricas o detectar posibles fugas susceptibles de generar explosiones.
Imágenes | vía GE Global Research
