I ricercatori dello Yale-NUS College e dell'Università di Friburgo in Svizzera hanno scoperto un nuovo meccanismo di generazione del colore in natura, che se imbrigliato, ha il potenziale per creare cosmetici e vernici con tonalità più pure e vivide, schermi che proiettano la stessa immagine reale se visti da qualsiasi angolazione, e persino ridurre la perdita di segnale nelle fibre ottiche.

Vinodkumar Saranathan, assistente professore di scienze allo Yale-NUS College, ha condotto lo studio con il dott. Bodo D Wilts dell'Istituto Adolphe Merkle dell'Università di Friburgo. Il dottor Saranathan ha esaminato i motivi color arcobaleno nelle elitre (involucri delle ali) di un punteruolo del muso delle Filippine, Pachyrrhynchus congestus pavonius, utilizzando raggi X ad alta energia, mentre il Dr. Wilts ha eseguito una dettagliata microscopia elettronica a scansione e modellazione ottica. Hanno scoperto che per produrre la tavolozza di colori dell'arcobaleno, il punteruolo ha utilizzato un meccanismo di generazione del colore che finora si trova solo nei calamari, seppia, e polpi, che sono rinomati per il loro camouflage cangiante. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista peer-reviewed Piccolo .

p. c. pavonio, o il punteruolo "Arcobaleno", si distingue per le macchie color arcobaleno sul torace e sulle elitre (vedi immagine allegata). Queste macchie sono costituite da squame quasi circolari disposte in anelli concentrici di diverse tonalità, che vanno dal blu al centro al rosso all'esterno, proprio come un arcobaleno. Mentre molti insetti hanno la capacità di produrre uno o due colori, è raro che un singolo insetto possa produrre uno spettro di colori così vasto. I ricercatori sono interessati a capire il meccanismo alla base della formazione naturale di queste strutture generatrici di colore, poiché la tecnologia attuale non è in grado di sintetizzare strutture di queste dimensioni.

"Lo scopo ultimo della ricerca in questo campo è capire come il punteruolo autoassembla queste strutture, perché con la nostra tecnologia attuale non siamo in grado di farlo, "Il dottor Saranathan ha detto. "La capacità di produrre queste strutture, che sono in grado di fornire un'elevata fedeltà cromatica indipendentemente dall'angolazione da cui lo guardi, avrà applicazioni in qualsiasi settore che si occupi di produzione del colore. Possiamo utilizzare queste strutture in cosmetici e altre pigmentazioni per garantire tonalità ad alta fedeltà, o nei display digitali del tuo telefono o tablet che ti permetteranno di vederlo da qualsiasi angolazione e vedere la stessa immagine reale senza alcuna distorsione del colore. Possiamo persino usarli per realizzare rivestimenti riflettenti per fibre ottiche per ridurre al minimo la perdita di segnale durante la trasmissione".

Il Dr. Saranathan e il Dr. Wilts hanno esaminato queste scaglie per determinare che le scaglie erano composte da una struttura cristallina tridimensionale fatta di chitina (l'ingrediente principale negli esoscheletri degli insetti). Hanno scoperto che i vivaci colori dell'arcobaleno sulle scaglie di questo tonchio sono determinati da due fattori:la dimensione della struttura cristallina che compone ogni scaglia, così come il volume di chitina utilizzato per costituire la struttura cristallina. Le scaglie più grandi hanno una struttura cristallina più grande e utilizzano un volume maggiore di chitina per riflettere la luce rossa; le scaglie più piccole hanno una struttura cristallina più piccola e utilizzano un volume minore di chitina per riflettere la luce blu. Secondo il dottor Saranathan, che in precedenza ha esaminato oltre 100 specie di insetti e ragni e catalogato i loro meccanismi di generazione del colore, questa capacità di controllare simultaneamente sia le dimensioni che i fattori di volume per mettere a punto il colore prodotto non è mai stata mostrata prima negli insetti, e data la sua complessità, è abbastanza notevole. "È diverso dalla solita strategia impiegata dalla natura per produrre varie tonalità diverse sullo stesso animale, dove le strutture di chitina sono di dimensione e volume fissi, e diversi colori si generano orientando la struttura ad angoli diversi, che riflette diverse lunghezze d'onda della luce, " ha spiegato il dottor Saranathan.