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Dec 05, 2023

Los camarones de Buscando a Nemo podrían ayudar a mantener blanco el pan blanco

Imagen simbólica Imagen generada por computadora El camarón limpiador del Pacífico puede contener el

Imagen simbólica

Imagen generada por computadora

El Pacific Cleaner Shrimp puede tener el secreto para mantener blanco el pan blanco. Las nanopartículas inorgánicas como el dióxido de titanio y el óxido de zinc se utilizan ampliamente como agentes blanqueadores en alimentos, cosméticos y pinturas. Sin embargo, debido a problemas de salud, actualmente existe una búsqueda intensiva para encontrar análogos orgánicos y biocompatibles para reemplazar estos materiales. Ahora, el Dr. Ben Palmer y su alumno Tali Lemcoff de la Universidad Ben-Gurion del Negev han descubierto un nuevo material en camarones limpiadores que produce uno de los reflectores blancos más eficientes de la naturaleza que podría inspirar el desarrollo de nuevos materiales blanqueadores orgánicos. Al estudiar el material blanco que se encuentra en los camarones limpiadores, los investigadores descubrieron un principio completamente nuevo en la óptica. Los hallazgos fueron publicados en la revista Nature Photonics. El camarón limpiador del Pacífico, también conocido como Jacques de Buscando a Nemo, usa rayas blancas en su cutícula y apéndices para atraer peces, que luego procede a limpiar comiendo parásitos del cuerpo del pez. Cuando los investigadores observaron más de cerca estas rayas blancas, descubrieron algo sorprendente. Las rayas blancas están formadas por una capa ultrafina de partículas densamente empaquetadas de una molécula pequeña, la isoxantopterina. Hacer materiales blancos a partir de materiales gruesos es trivial. Sin embargo, fabricar reflectores blancos eficientes a partir de materiales delgados y densos es un desafío debido a un efecto óptico llamado "aglomeración óptica", por el cual la reflectancia disminuye a densidades de empaquetamiento más altas. A pesar de tener menos de 5 micras de espesor, la blancura que produce el camarón es extremadamente brillante, lo que lo convierte en uno de los materiales blancos más delgados y eficientes que existen. La clave de la óptica está en la disposición de las moléculas en las partículas. Las moléculas están dispuestas en un 'cristal líquido', apiladas en columnas que irradian radialmente desde el centro de las nanoesferas como los rayos de una rueda.

Los glóbulos blancos bajo un microscopio

Universidad Ben-Gurion del Negev

"Al principio, pensé que no era interesante porque las nanoesferas no eran cristales clásicos. Sin embargo, cuando miramos más de cerca usando microscopios crio-SEM y TEM, nos dimos cuenta no solo de que las partículas son cristales líquidos, como los de las pantallas LCD, sino que exhiben birrefringencia (refracción dual), que es extremadamente rara en el mundo animal", dijo entusiasmado Tali Lemcoff. Resulta que esta disposición especial de las moléculas es clave para superar el obstáculo del 'apiñamiento óptico', lo que permite que las partículas se empaqueten densamente , lo que reduce el grosor de la capa requerida para producir una blancura brillante. "Realmente es una de las primeras veces que hemos aprendido un principio completamente nuevo al estudiar un organismo. El camarón ha superado un obstáculo aparentemente fundamental en la óptica al crear partículas con este especial disposición de las moléculas. Ahora la pregunta es, ¿cómo podemos replicar este efecto para crear nuevos materiales que podríamos usar como aditivos alimentarios en pan blanco, o en pintura blanca y otras aplicaciones? dice el Dr. Palmer.

Lemcoff, T., Alus, L., Haataja, JS et al. Blancura brillante en camarones a partir de capas ultrafinas de nanoesferas birrefringentes. Nat. Fotón. (2023)

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Lemcoff, T., Alus, L., Haataja, JS et al. Blancura brillante en camarones a partir de capas ultrafinas de nanoesferas birrefringentes. Nat. Fotón. (2023)

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