(Phys.org) —Muchos insectos, aves, pez, y los anfibios emiten luz como una forma de comunicarse entre sí, pero la especie que produce luz con mayor eficacia es la luciérnaga. En un nuevo estudio, Los investigadores han investigado las propiedades ópticas de la cutícula emisora ​​de luz de la luciérnaga, que no es suave como la mayoría de las luces artificiales, pero en cambio está modelado con pequeñas estructuras jerárquicas. Inspirado por estas características, los investigadores replicaron los patrones para crear un diodo emisor de luz orgánico bioinspirado (OLED), resultando en un aumento del 60% en la eficiencia de extracción de luz y un ángulo de iluminación 15% más amplio.

Los científicos, dirigido por Ki-Hun Jeong en el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST), han publicado un artículo sobre los OLED inspirados en luciérnagas en un número reciente de Nano letras .

"Este trabajo reporta la primera observación de estructuras jerárquicas, es decir., microestructuras inclinadas con nanoestructuras existentes en las ultraestructuras cuticulares de una linterna de luciérnaga, "Jeong dijo Phys.org . "Según nuestro cálculo fotónico a gran escala, Se reveló claramente que la función de las estructuras asimétricas y jerárquicas contribuye sustancialmente a la extracción eficiente y la iluminación angular amplia de la luz bioluminiscente que de otro modo quedaría atrapada en la linterna de luciérnaga. El conocimiento aprendido de las linternas de luciérnagas se ha utilizado con éxito para los OLED de próxima generación ".

El trabajo se basa en investigaciones anteriores (algunas de los mismos autores) que han demostrado que las cutículas de las luciérnagas tienen nanoestructuras que mejoran la transmisión de la luz. Las cutículas también tienen estructuras diminutas que aumentan la extracción de luz (la cantidad de luz que realmente sale del animal) al reducir la reflexión interna. El problema de la reflexión interna es uno de los mayores desafíos a los que se enfrentan los LED, donde a menudo más de la mitad de la luz producida se refleja en el dispositivo en lugar de emitirse. Los científicos ya han imitado estas nano y microestructuras en el diseño de LED para mejorar la transmisión y extracción de luz.

En el nuevo estudio, Los investigadores han descubierto que la naturaleza asimétrica y jerárquica de las estructuras de la cutícula también juega un papel clave en la capacidad de emisión de luz de la luciérnaga. Los investigadores crearon moldes precisos de estas estructuras para usar como capa óptica de un OLED. Como consecuencia, las mismas características que ayudan a las luciérnagas a comunicar sus señales de cortejo también han contribuido a mejorar las aplicaciones avanzadas de iluminación y visualización.

"Nuestra tecnología innovadora es la fabricación a gran escala de microestructuras inclinadas y nanoestructuras altamente ordenadas en cada microestructura inclinada, "Creemos firmemente que estos OLED de inspiración biológica abren un nuevo paradigma para la ingeniería biomimética para aplicaciones de iluminación", dijo Jeong.

La luz de las luciérnagas puede convertirse en una realidad comercial en un futuro próximo.

"Buscamos un socio OLED industrial que esté interesado en comercializar nuestra novedosa idea, y también continuaremos trabajando en fotónica de inspiración biológica para aplicaciones de ingeniería, "Dijo Jeong.

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