Borboletas x Nanotecnologia

Você já parou para pensar como somos beneficiados pelos insetos, seja de modo direto ou indireto? Ou em como utilizamos seus serviços ecossistêmicos¹ prestados e como são objetos de estudos para diversas pesquisas científicas?

Apesar de não estar explicito, as borboletas têm mais influência no nosso cotidiano do que imaginamos. E de qual maneira seria?

Um bom exemplo é que a partir de estudos acerca de suas asas, as borboletas tem servido de inspiração para o desenvolvimento de diversos produtos por meio do entendimento e aplicabilidade de sua cor estrutural na nanotecnologia.


Cor química x cor estrutural


Primeiro precisamos entender a diferença entre a cor estrutural e a cor química. De maneira simples, a cor química tem como base a absorção e reflexão de luz, ou seja, consiste em pigmentos (substâncias químicas) que absorvem a luz visível e refletem apenas um determinado comprimento de onda, especificando a cor. Já a cor estrutural não possui nenhuma relação com pigmentos, ela é baseada no redirecionamento da luz através de estruturas físicas. Ou seja, há múltiplas reflexões e interferências da luz até a reflexão no comprimento de onda que compõem a cor chegar aos nossos olhos.


Com isso, ao observar as asas das borboletas, pesquisadores identificaram a complexidade e importância de suas colorações e das escamas (pequenas cerdas que revestem o corpo de borboletas e mariposas) que as compõe, onde a ordenação destas estruturas são o que permite a reflexão de diferentes combinações de cores.


As diferentes combinações de cores além de servirem como mecanismos de mimetismo ou camuflagem para proteção, atuam também como meio de comunicação entre os indivíduos de uma mesma espécie. Onde a coloração é alterada sutilmente de acordo com a mensagem a ser transmitida, sinalizando por exemplo: presença de predadores, disponibilidade de alimento no local, possíveis parceiros para acasalamento ou o reconhecimento de outras espécies.


A partir desses conhecimentos, estudos mais aprofundados sobre o fenômeno puderam destacar a cor estrutural, que apresentam conceitos além do imaginável. Diferente da cor química, a cor estrutural é um fenômeno físico decorrente da ação óptica superficial de difração. Ou seja, nas borboletas a luz é refletida propagando diferentes cores e tons dependendo da posição da escama.

(a): Asas da borboleta-azul; (b): Escamas organizadas; (c): Imagem em aumento indicando a textura da escama, enfatizando o espaçamento regular entre as calhas (nanofibras), que resultam na coloração azul intensa e metalizada; (d): Vista lateral das calhas (nanofibras) que compõem as escamas.


Mas afinal, o que borboletas têm a ver com nanotecnologia?


Ao analisar o funcionamento deste fenômeno utilizando a borboleta-azul (Morpho menelaus) como modelo, em 2002, Kinoshita e colaboradores puderam modelar matematicamente o processo de reflexão da luz que ocorre dentro das escamas presentes nas asas deste inseto. Tornando possível reproduzir essas estruturas artificialmente (mesmo que a presente na borboleta seja considerada muito mais complexa) para aplicações em diversas áreas da nanotecnologia como, por exemplo:


- Preparação de cristais fotônicos (estruturas tridimensionais que se assemelham a uma colmeia), para confecção de guias ópticos que podem ser utilizados na fabricação de fibras e microchips (importantes para a amplificação do sinal da luz, proporcionando melhor transmissão de grande volume de dados com mais segurança e rapidez). Outra proposta seria a aplicação desses para a confecção de lentes, tintas e membranas que alteram a coloração.


- Desenvolvimento de tintas que tornariam algumas superfícies não detectáveis a radares.


- Estudos envolvendo a espécie Papilio blumei, conhecida como borboleta-rabo-de-andorinha, indicam que a produção de uma coloração verde intensa (visualizada nas asas da espécie) pode ser utilizada na impressão de cédulas de dinheiro e ingressos, tornando quase impossível a falsificação.


- No Japão, fibras de poliéster foram desenvolvidas para apresentar uma coloração intensa na sinalização de segurança em jaquetas e capacetes, baseada na asa da borboleta Morpho menelaus (borboleta-azul).


E, ainda, a utilização das asas das borboletas como modelo para a nanotecnologia têm potencial para muitas outras aplicações!


Portanto, além de toda sua beleza e encanto, as borboletas nos surpreendem em diversos aspectos. Sendo o início da compreensão de sua cor estrutural, sem dúvidas, apenas um dos exemplos da importância desses belos insetos que desempenha papel de grande relevância em todo o ecossistema.


Viu só, como nem sempre os insetos são sinônimos de coisas ruins. Na verdade, são animais fantásticos e cada dia mais reforçamos a necessidade urgente de sua conservação!


Tem muito conhecimento ainda por vir com o estudo de Lepidoptera!


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¹ Serviços ecossistêmicos: são benefícios que a natureza fornece ao homem de maneira gratuita e, com relação às borboletas, a polinização é um desses.


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