Questo comune insetto da giardino potrebbe ispirare le tecnologie del futuro

Nella scienza, anche le creature più piccole e apparentemente insignificanti possono portare alle più grandi innovazioni tecnologiche. Prendiamo ad esempio la cicalina. Questo insetto senza pretese si trova assolutamente ovunque nei nostri spazi verdi, ma brilla con la sua discrezione. La ragione ? Secerne minuscole particelle particolarmente misteriose, i brocosomi, che in natura conferiscono loro una protezione infallibile. Un nuovo studio dell’Università della Pennsylvania sull’argomento ha fornito una migliore comprensione di questa affascinante armatura naturale e apre la strada futuri dispositivi di invisibilità oppure una tecnologia di nuova generazione particolarmente innovativa.

Alla scoperta dei segreti dei brocosomi secreti dalla cicalina

I ricercatori conoscono i brocosomi già dagli anni '50 strutture nanoscopiche a forma di pallone da calcio e con un diametro di circa 20 µm (con fori di circa 5 µm di diametro) non hanno mai smesso di incuriosirli. Tuttavia, c’è voluto il lavoro portato avanti negli anni dall’Università della Pennsylvania (Stati Uniti) per comprenderne la geometria, le proprietà e i possibili usi in campo scientifico e tecnologico. Dopo aver creato una versione sintetica di base dei brocosomi nel 2017 per comprenderne meglio l'utilità, questo team guidato da Tak-Sing Wong, professore ordinario di ingegneria meccanica e ingegneria biomedica, ha compiuto un'impresa straordinaria: ricreare per la prima volta un modellando queste strutture estremamente piccole e complesse utilizzando la stampa 3D.

Una grande scoperta

Ciò ha poi rivelato una caratteristica straordinaria. Come spiega Lin Wang, dottorando presso la stessa università che ha partecipato allo studio: “ Finora non era ben compreso il motivo per cui le cicaline producessero particelle con strutture così complesse. (…) Abbiamo scoperto che le particelle prodotte in laboratorio possono ridurre la riflessione della luce fino al 94%. Questa è una grande scoperta, perché è la prima volta che vediamo la natura fare qualcosa di simile, controllando la luce in un modo così specifico utilizzando particelle cave. »

Questa geometria complessa che consente entrambe le cose assorbimento della luce visibile e ultravioletta può avere molteplici usi in natura. Le sue proprietà ottiche uniche potrebbero infatti consentire a questo insetto di sfuggire efficacemente ai suoi predatori. Con questo forma di invisibilità naturalela cicalina può così sfuggire anche agli uccelli e ai rettili, di chi predazione di base sulla visione UV.

Un piccolo insetto, ma grandi prospettive tecnologiche

Il team ora vuole perfezionare il processo di produzione dei brocosomi sintetici con la speranza di avvicinarsi alle loro dimensioni reali, il che potrebbe portare a una rivoluzione tecnologica. Permettendo manipolazioni ottiche inaudito, la creazione di un filtro passa-basso con una lunghezza d'onda molto corta e una geometria complessa ispirato alla cicalina potrebbe infatti avere molte applicazioni futuristiche.

Alcuni di questi includono la produzione di pannelli solari, imballaggi farmaceutici e persino creme solari più efficace. Ciò potrebbe anche consentire crittografia delle informazioni che sarebbe quindi visibile solo sotto determinate onde di luce. I ricercatori stanno anche valutando lo sviluppo di un mantello dell'invisibilità o dispositivi di occultamento direttamente ispirato alle cicaline. Ciò consentirebbe infatti di nascondere la firma termica di un essere umano o di una macchina.

Soprattutto, questo studio dimostra ancora una volta che la natura è a fonte inesauribile di innovazione. Come afferma Lin Wang: lei “ è stato un buon insegnante nel consentire agli scienziati di sviluppare materiali nuovi e migliorati. Per questo studio ci siamo concentrati solo su una specie, ma ci sono molti altri incredibili insetti nel mondo che aspettano solo che gli scienziati li studino e poi possano aiutarci a risolvere vari problemi di ingegneria degli insetti. Non sono solo creature, sono ispirazioni. »

Questo studio può essere trovato nella rivista Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS). Puoi visualizzarlo in dettaglio ecco.