Las gambas de Buscando a Nemo podrían ayudar a mantener blanco tu pan blanco
Investigadores de la Universidad Ben-Gurion descubren un nuevo principio de la óptica
El camarón limpiador del Pacífico puede tener el secreto para mantener blanco el pan blanco. Las nanopartículas inorgánicas, como el dióxido de titanio y el óxido de zinc, se utilizan mucho como agentes blanqueadores en alimentos, cosméticos y pinturas. Sin embargo, debido a la preocupación por la salud, actualmente se busca intensamente encontrar análogos orgánicos biocompatibles que sustituyan a estos materiales. Ahora, el Dr. Ben Palmer y su estudiante Tali Lemcoff, de la Universidad Ben-Gurion del Negev, han descubierto un nuevo material en los camarones limpiadores que produce uno de los reflectores blancos más eficaces de la naturaleza, lo que podría inspirar el desarrollo de nuevos materiales blanqueadores orgánicos. Al estudiar el material blanco de las gambas limpiadoras, los investigadores descubrieron un principio óptico completamente nuevo. Los hallazgos se publicaron en la revista Nature Photonics.
El camarón limpiador del Pacífico, también conocido como Jacques de Buscando a Nemo, utiliza rayas blancas en su cutícula y apéndices para atraer a los peces, a los que luego procede a limpiar comiéndose los parásitos del cuerpo del pez. Cuando los investigadores observaron más de cerca estas rayas blancas, descubrieron algo asombroso. Las rayas blancas están formadas por una capa ultrafina de partículas densamente empaquetadas de una pequeña molécula, la isoxantopterina. Fabricar materiales blancos a partir de materiales gruesos es trivial. Sin embargo, fabricar reflectores blancos eficientes a partir de materiales finos y densos es todo un reto debido a un efecto óptico llamado "apiñamiento óptico", por el que la reflectancia disminuye a densidades de empaquetamiento más altas. A pesar de tener menos de 5 micras de grosor, la blancura producida por la gamba es extremadamente brillante, lo que la convierte en uno de los materiales blancos más finos y eficientes que existen.
La clave de la óptica está en la disposición de las moléculas en las partículas. Las moléculas están dispuestas en un "cristal líquido", apiladas en columnas que irradian radialmente desde el centro de las nanoesferas como los radios de una rueda.
Los glóbulos blancos al microscopio
Ben-Gurion University of the Negev
"Al principio, pensé que no era interesante porque las nanoesferas no eran cristales clásicos. Sin embargo, cuando las observamos más de cerca utilizando microscopios crio-SEM y TEM, nos dimos cuenta no sólo de que las partículas son cristales líquidos, como los de las pantallas LCD, sino de que presentan birrefringencia (refracción dual), algo extremadamente raro en el mundo animal", comenta entusiasmada Tali Lemcoff.
Resulta que esta disposición especial de las moléculas es clave para superar el obstáculo de la "aglomeración óptica", permitiendo que las partículas se empaqueten densamente, reduciendo el grosor de la capa necesaria para producir una blancura brillante.
"Es realmente una de las primeras veces que hemos aprendido un principio totalmente nuevo a partir del estudio de un organismo. El camarón ha superado un obstáculo aparentemente fundamental en óptica al crear partículas con esta disposición especial de moléculas. Ahora la pregunta es: ¿cómo podemos reproducir este efecto para crear nuevos materiales que podríamos utilizar como aditivos alimentarios en el pan blanco, o en la pintura blanca y otras aplicaciones?", dice el Dr. Palmer.
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