Uno strato ultratenico di particelle sferiche microscopiche di una piccola molecola, l’isoxantopterina, è responsabile della colorazione bianca brillante della scia dei gamberetti dell’Oceano Pacifico, come ha suggerito una ricerca pubblicata su Nature Photonics. La scoperta può consentire lo sviluppo di nuovi rivestimenti bianchi bioispirati, infatti, generare rivestimenti bianchi molto sottili è una sfida nell’ottica e ha implicazioni per lo sviluppo di sensori, celle solari e display. Ad oggi, gli agenti sbiancanti più comuni si basano su dense disposizioni di biossido di titanio e nanoparticelle di ossido di zinco.
Tuttavia, a causa di problemi di salute, si sta crescendo la spinta per sostituirli con materiali organici ispirati alla biologia. Le soluzioni biologiche per creare una colorazione bianca efficiente da materiali sottili e densamente confezionati sono rare.
La scia bianca dei gamberetti
Tuttavia, il gambero detergente dell’Oceano Pacifico (Lysmata amboinensis) è caratterizzato da strisce bianche estremamente luminose sulla cuticola, la coda, le antenne e i piedi della mascella prodotte da cellule pigmenti ultratennici. Benjamin Palmer, Dan Oron, Lukas Schertel e colleghi hanno combinato la microscopia, le misure ottiche e le simulazioni per osservare le strisce bianche brillanti sui gamberetti detergenti del Pacifico.
Gli autori hanno identificato strati ultratonici delle nanosfere densamente confezionate spesso pochi milionesimi di metro. Quando le sfere sono densamente avvolte in film sottili, la luce si disperde meno, a causa di un fenomeno chiamato “affollamento ottico“; tuttavia, le strisce dei gamberetti riflettono fino all’80% della luce di tutti i colori da una disposizione di particelle estremamente densa.
La singolarità delle molecole isoxantopterine nelle nanosfere
Gli autori hanno scoperto che la disposizione parlata delle molecole isoxantopterine nelle nanosfere permette di disperdere la luce in modo molto più efficiente, senza una riduzione della dispersione, nonostante la densa disposizione delle particelle.
Gli autori indicano che le loro scoperte forniscono una nuova visione del ruolo dell’anisotropia ottica nella fisica della diffusione della luce e potrebbero portare alla progettazione di nuovi rivestimenti bianchi biocompatibili ultrathin.
