Um dos posts mais lidos na internet, traduzido aqui para você. Texto de Brandon Keim publicado pela revista Wired
Tradução (com autorização do autor) de João Zaneta Neto
Algumas borboletas ganham suas cores fabulosas com a luz refratada em estruturas membranosas que já há algum tempo foram descobertas por matemáticos, e desde então vêm sendo aplicadas na ciência dos materiais da Era Espacial.
Usando microscópios com resolução tridimensional em escala nanométrica, pesquisadores da Universidade de Yale descobriram que nuances de verde nas asas de 5 espécies de borboletas são produzidas por estruturas cristalinas chamadas de giróides.
A forma de giróide foi concebida em 1970 pelo físico da NASA Alan Schoen em sua pesquisa teórica de materiais ultraleves e ultrafortes para serem usados no espaço. O novo estudo descrevendo esta forma em borboletas foi publicado em Proceedings of the National Academy of Sciences no dia 15 de junho.
Os giróides têm o que se chama uma “superfície mínima triplamente periódica infinitamente conectada”: eles têm a menor área de superfície possível para um dado conjunto de limites. O princípio pode ser ilustrado por uma película de sabão numa estrutura de arame (veja figura no texto original). No entanto, ao contrário da película de sabão, os planos da superfície de um giróide nunca se intersectam. Como os matemáticos mostraram nas décadas depois da descoberta de Schoen, os giróides não têm nenhuma linha reta, e nunca podem ser divididos em partes simétricas.
Enquanto os matemáticos ainda especulavam sobre a natureza dos giróides, os entomologistas os encontraram, pelo menos em duas dimensões, na natureza. Imagens microscópicas das asas das borboletas mostraram que a superfície de algumas placas, e o modo como estas placas refletiam luz, estavam de acordo com as previsões da matemática dos giróides.
No entanto, estas análises olharam apenas a superfície das placas. Já no novo estudo os pesquisadores observaram 3 dimensões usando uma técnica de microscopia chamada “dispersão sincrotônica de raios x em pequeno ângulo”. Algo como a combinação de um microscópio eletrônico com uma máquina de raios x, ela revelou os giróides da borboleta em estruturas de alta definição. Os giróides são feitos de quitina, um polímero encontrado nos exoesqueletos de insetos que é secretado naturalmente pelas células da asa e que se dobra naturalmente em forma de giróide. Depois que as células morrem e se decompõem, as cascas quitinosas permanecem, refratando-se nelas a luz: variações nas formas e proporções dos giróides produzem cores diferentes.
Enquanto os giróides estudados pelos pesquisadores foram responsáveis somente pelos comprimentos de onda verdes, os princípios básicos - cascas de quitina em formas matematicamente complexas - são provavelmente usados pelas borboletas para produzir outras cores, disse Richard Prum, um biólogo da Universidade de Yale co-autor do estudo.
“Ao variar os tipos de proteína incluídos nas membranas, as borboletas são capazes de desenvolver estruturas surpreendentemente diferentes”, disse ele.
Cientistas especializados em pesquisa de materiais agora usam giróides sintéticos para fazer dispositivos fotônicos, tais como células solares e sistemas de comunicação, os quais manipulam fluxos de luz.
“A natureza e a evolução de estruturas que criam cores podem ser um excelente guia na busca por métodos de construção e manufatura de materiais fotônicos”, diz Prum. “Os organismos já chegaram lá!”
fonte:Butterfly Wing Colors Come From Space-Age Structures
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