Investigadores del Yale-NUS College y la Universidad de Friburgo en Suiza han descubierto un novedoso mecanismo de generación de color en la naturaleza, que si está enjaezado, tiene el potencial de crear cosméticos y pinturas con tonos más puros y vívidos, pantallas que proyectan la misma imagen real cuando se ven desde cualquier ángulo, e incluso reducir la pérdida de señal en fibras ópticas.

Vinodkumar Saranathan, profesor asistente de ciencia (Ciencias de la vida) de Yale-NUS College, dirigió el estudio con el Dr. Bodo D Wilts del Instituto Adolphe Merkle de la Universidad de Friburgo. El Dr. Saranathan examinó los patrones de colores del arco iris en los élitros (cubiertas de las alas) de un gorgojo del hocico de Filipinas. Pachyrrhynchus congestus pavonius, utilizando rayos X de alta energía, mientras que el Dr. Wilts realizó microscopía electrónica de barrido detallada y modelado óptico. Descubrieron que para producir la paleta de colores del arco iris, el gorgojo utilizó un mecanismo de generación de color que hasta ahora solo se encuentra en el calamar, calamar, y pulpos, que son famosos por su camuflaje que cambia de color. El estudio fue publicado en la revista revisada por pares. Pequeña .

P. c. pavonius, o el gorgojo del "arco iris", se distingue por sus manchas de colores del arco iris en su tórax y élitros (ver imagen adjunta). Estas manchas están formadas por escamas casi circulares dispuestas en anillos concéntricos de diferentes tonalidades, que van desde el azul en el centro hasta el rojo en el exterior, como un arcoiris. Si bien muchos insectos tienen la capacidad de producir uno o dos colores, es raro que un solo insecto pueda producir un espectro de colores tan amplio. Los investigadores están interesados ​​en descubrir el mecanismo detrás de la formación natural de estas estructuras generadoras de color, ya que la tecnología actual es incapaz de sintetizar estructuras de este tamaño.

"El objetivo final de la investigación en este campo es descubrir cómo el gorgojo autoensambla estas estructuras, porque con nuestra tecnología actual no podemos hacerlo, "Dijo el Dr. Saranathan." La capacidad de producir estas estructuras, que pueden proporcionar una alta fidelidad de color independientemente del ángulo desde el que lo veas, tendrá aplicaciones en cualquier industria que se ocupe de la producción de color. Podemos utilizar estas estructuras en cosméticos y otras pigmentaciones para garantizar tonos de alta fidelidad, o en pantallas digitales en su teléfono o tableta que le permitirán verlo desde cualquier ángulo y ver la misma imagen real sin distorsión de color. Incluso podemos usarlos para hacer revestimientos reflectantes para fibras ópticas para minimizar la pérdida de señal durante la transmisión ".

El Dr. Saranathan y el Dr. Wilts examinaron estas escamas para determinar que estaban compuestas por una estructura cristalina tridimensional hecha de quitina (el ingrediente principal en los exoesqueletos de insectos). Descubrieron que los vibrantes colores del arco iris en las escamas de este gorgojo están determinados por dos factores:el tamaño de la estructura cristalina que forma cada escala, así como el volumen de quitina utilizado para formar la estructura cristalina. Las escamas más grandes tienen una estructura cristalina más grande y usan un mayor volumen de quitina para reflejar la luz roja; las escamas más pequeñas tienen una estructura cristalina más pequeña y usan un volumen menor de quitina para reflejar la luz azul. Según el Dr. Saranathan, que previamente examinó más de 100 especies de insectos y arañas y catalogó sus mecanismos de generación de color, esta capacidad de controlar simultáneamente los factores de tamaño y volumen para ajustar el color producido nunca antes se había demostrado en insectos, y dada su complejidad, es bastante notable. "Es diferente de la estrategia habitual empleada por la naturaleza para producir varios tonos diferentes en el mismo animal, donde las estructuras de quitina son de tamaño y volumen fijos, y se generan diferentes colores al orientar la estructura en diferentes ángulos, que refleja diferentes longitudes de onda de luz, "Explicó el Dr. Saranathan.