Las secreciones anales de los saltamontes de tu jardín podrían tener la clave para crear 'capas de invisibilidad' reales

De hecho, en los últimos años, se han presentado varios proyectos sobre 'invisibilidad', algunos sencillos, otros más complejos. Ahora, un grupo de la Universidad Estatal de Pensilvania (Estados Unidos) cree haber encontrado la clave para crear este tejido invisible en algo tan cotidiano como los saltamontes del jardín. En realidad, en unas partículas que secretan por el ano pero que son capaces de crear una capa que refleja el 94% de la luz. Los resultados acaban de publicarse en un estudio en 'Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America' (PNAS).

En 1952, gracias a la ayuda del microscopio electrónico, se descubrieron unos gránulos microscópicos en algunas zonas de las hembras y los huevos de toda la familia Cicadellidae, orden Hemiptera (donde se incluyen los saltamontes y las chicharras) con una estructura parecida a la de las pelotas de fútbol, pero hueca, en forma de panal. Fueron bautizados como brocosomas. Estas partículas son creadas después de cada muda, secretadas por el ano. El saltamontes lo expande por su cuerpo, e incluso algunas hembras los depositan en sus alas antes de poner los huevos para después impregnarlos con ellos y, aparentemente, defenderlos de las amenazas.

En su investigación, el equipo liderado por Tak-Sing Wong, profesor de ingeniería mecánica e ingeniería biomédica de la Universidad de Pensilvania y uno de los autores del estudio, descubrió algo sorprendente: el tamaño es consistente en todas las especies de saltamontes, sin importar el tamaño del cuerpo del insecto. Los brocosomas miden unos 600 nanómetros de diámetro (aproximadamente la mitad del tamaño de una sola bacteria); y sus poros miden alrededor de 200 nanómetros. Una distribución que se mantiene en todas las especies. «Eso nos hizo preguntarnos algo -dice Wong-. ¿A qué se debe esta coherencia? ¿Cuál es el secreto para tener brocosomas de unos 600 nanómetros con poros de unos 200 nanómetros? ¿Tiene eso algún propósito?».

La respuesta es sí. Y, de hecho, tiene un doble objetivo: por un lado, esta geometría absorbe la luz ultravioleta (de hecho, el tamaño de sus agujeros es perfecto para este cometido), lo que reduce la visibilidad para los depredadores con visión en este rango, como aves y reptiles; por otro, dispersa la luz visible, creando un escudo antirreflectante contra amenazas potenciales.

El siguiente paso fue emular estas 'pelotas huecas' en el laboratorio. No era algo nuevo: en 2017 el mismo equipo ya lo intentó, pero solo pudo hacer algo que parecía brocosomas, no una réplica exacta. Ha habido que esperar siete años y a un enfoque diferente para lograrlo. «Esta es la primera vez que podemos crear la geometría exacta del brocosoma natural», señala Wong, explicando que los investigadores pudieron crear réplicas sintéticas a escala de las estructuras del brocosoma mediante el uso de tecnología avanzada de impresión 3D.

Imprimieron una versión a escala de 20.000 nanómetros de tamaño, o aproximadamente una quinta parte del diámetro de un cabello humano. Los investigadores replicaron con precisión la forma y la morfología, así como el número y la ubicación de los poros mediante impresión 3D, para producir brocosomas falsos lo suficientemente grandes como para caracterizarlos ópticamente.

«Descubrimos que estas partículas fabricadas en laboratorio pueden reducir el reflejo de la luz hasta en un 94%. Este es un gran descubrimiento porque es la primera vez que vemos a la naturaleza hacer algo como esto, donde controla la luz de una manera tan específica utilizando partículas huecas», señala el autor.

Los investigadores dicen que este enfoque podrá ser utilizado no solo para crear un material con el que ocultar las firmas térmicas de humanos o máquinas. «Quizás algún día la gente pueda desarrollar una capa de invisibilidad térmica basada en los trucos utilizados por los saltamontes. Nuestro trabajo muestra cómo comprender la naturaleza puede ayudarnos a desarrollar tecnologías modernas», indica por su parte Lin Wang, investigador postdoctoral en ingeniería mecánica y autor principal del estudio.

«La naturaleza ha sido una buena maestra para que los científicos desarrollen nuevos materiales avanzados -remata Wang-. En este estudio, solo nos hemos centrado en una especie de insecto, pero hay muchos más animales sorprendentes que están esperando a que los científicos de materiales los estudien y nos ayuden a resolver varios problemas de ingeniería. No son solo bichos; son inspiraciones».