En Harry Potter y las Reliquias de la Muerte, la séptima entrega de la famosa saga de J.K Rowling, Xenophilius Lovegood le explica al aprendiz de mago la existencia de una increíble capa tejida con pelo de una criatura mágica llamada demiguise que tiene la propiedad de volver invisible a quien la lleva.
La invisibilidad ha sido una constante en la ciencia ficción, como prueban los numerosos personajes y títulos de novelas y películas famosas de este género, desde la clásica obra El hombre invisible de H. G. Wells hasta Mujer Invisible, una de las protagonistas de Los Cuatro Fantásticos, la primera obra de superhéroes de Stan Lee. Sin embargo, la idea de conseguir una capa mágica que nos haga imperceptibles al ojo humano podría llegar a ser una realidad más pronto que tarde, si se tiene en cuenta el último descubrimiento llevado a cabo por científicos Universidad Estatal de Pennsylvania (PennState), publicado la semana pasada en la revistaProceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS). La clave la tendrían las estructuras internas de unos insectos a las que se le atribuye la capacidad de reducir hasta un 94% el reflejo de la luz.
Los cicadélidos son unos pequeños insectos parecidos a los saltamontes, aunque pertenecientes a otro orden, el de los homópteros. Existen unas 20.000 especies distribuidas por todo el mundo y se caracterizan por sus vistosos colores y formas, por lo que rara vez pasan desapercibidos. Sin embargo, hay un rasgo distintivo que no llama tanto la atención, y es que secretan unas partículas capaces de repeler el agua y reducir significativamente la reflectividad de la luz de la superficie sobre la que se impregnan. Los científicos llevaban más de tres cuartos de siglo estudiando las propiedades de estos curiosos componentes, pero solo ahora han conseguido replicarlos con ayuda de una impresora 3D, lo que abre la ventana a un infinito de abanico de posibilidades, desde materiales que absorban la luz solar con mayor eficacia, hasta, quién sabe, diseñar una capa invisible, aseguran los investigadores.
«Este descubrimiento podría ser muy útil para cualquier innovación tecnológica», asegura Lin Wang, becario postdoctoral en ingeniería mecánica y uno de los autores del estudio, quien argumenta que los resultados de su investigación podrían ayudar a desarrollar nuevos materiales. “Nuestro trabajo demuestra cómo entender la naturaleza puede ayudarnos a desarrollar tecnologías modernas», sentencia.
La clave está unas microscópicas estructuras huecas
Estas estructuras tan peculiares secretadas por estos pequeños saltamontes son unos diminutos gránulos denominados brocosomas, que se sabía tienen una estructura interna muy compleja. Se describieron por primera vez en 1952, y se sabe que son hidrófilos, esto es, repelen el agua, algo que ayuda a estos insectos a mantener la cutícula seca. Vistos bajo un microscopio presentan una estructura similar a una diminuta malla, de ahí su nombre, procedente de las voces griegas ‘brochos’ (malla o red) y soma (cuerpo). Hasta ahora su función no estaba clara, pero los científicos firmantes del estudio aseguran que una de sus particularidades más destacadas es la de reflejar la luz hasta límites insospechados.
En 2017, el catedrático de ingeniería mecánica y biomédica Tak-Sing Wong dirigió un trabajo de investigación en la Universidad Estatal de Pennsylvania que logró crear una primera versión sintética de brocosomas para estudiar su función. Siete años después han logrado imprimir la estructura en 3D, lo que permite investigar con luz infrarroja a diferentes longitudes de onda.
En concreto, descubrieron que estas partículas fabricadas en el laboratorio eran capaces de reducir el reflejo de la luz hasta en un 94%. “Es la primera vez que vemos esto en la naturaleza: la capacidad para controlar la luz de una forma tan específica utilizando partículas huecas», asegura Wong.
una capa como la de los supuerhéroes
¿Qué llevaría a estos pequeños saltamontes a desarrollar unas estructuras tan complejas prácticamente imposibles de encontrar en la naturaleza? Los firmantes del estudio barajan varias hipótesis, entre ellas el desarrollo de una especie de armadura que los mantenga libre de humedad y contaminantes hasta la creación de una ‘capa de invisibilidad similar a los de los superhéroes’, aseguran. Sin embargo, según Wong, la teoría más probable es que lo hayan desarrollado para evitar a los depredadores.
Sea como fuere, lo que está claro es que estas nanoestructuras presentan no solo unas características incomparables, sino también un patrón único. Los investigadores descubrieron algo muy curioso: el tamaño de los agujeros de los brocosomas, responsables de su aspecto hueco y su forma similar a un balón de fútbol, es siempre el mismo en los miles de especies de cicadélidos: exactamente unos 600 nanómetros de diámetros -para hacernos una idea, la mitad del tamaño de una bacteria-, mientras que los poros tienen una longitud exacta de 200 nanómetros.
¿Por qué siempre tienen el mismo tamaño?
«Eso nos hace plantearnos una pregunta», dijo Wong. «¿A qué se debe esta consistencia?». Los investigadores descubrieron que el diseño único de los brocosomas cumple una doble función: absorber la luz ultravioleta (UV), lo que reduce la visibilidad de los depredadores con visión de esta longitud de onda – como pueden ser las aves y los reptiles- y dispersar la luz visible, lo que ayuda a crear un escudo antirreflectante contra posibles amenazas. Descubrieron, por ejemplo, que el tamaño de los orificios es perfecto para absorber la luz en la frecuencia ultravioleta.
Posibles aplicaciones prácticas: desde fármacos hasta cremas solares
Sin embargo, más allá de su función en la naturaleza, lo realmente prometedor del hallazgo es su utilidad práctica. Por ejemplo, podría servir para encontrar nuevos materiales para mejorar la eficiencia de sistemas de captación de la energía solar o el diseño de recubrimientos especiales que protejan a los fármacos de los daños ocasionados por la luz. Además, podría servir para fabricar cremas solares más potentes, e incluso dispositivos de camuflaje… y, por qué no, hasta una capa de invisibilidad.
«La naturaleza ha sido una buena maestra para que los científicos desarrollen nuevos materiales avanzados- asegura Wang-. En este estudio, solo nos hemos centrado en una especie de insecto, pero hay muchos más insectos increíbles ahí fuera que están esperando a que los científicos de materiales los estudien y nos ayuden a resolver diversos problemas de ingeniería. No son solo insectos; son inspiraciones».
Quién sabe, quizás las capas mágicas tejidas con piel de demiguise que lucía Harry Potter o las propiedades mágicas del Anillo Único de las novelas de Tolkien no estén tal lejos de la realidad como imaginábamos. Los cicadélidos podrían tener la última palabra.
