Un recente studio di un team di ricercatori guidato dal Dr. Vinod Kumar Saranathan della Division of Science dello Yale-NUS College ha scoperto un complesso, cristallo tridimensionale chiamato il singolo giroide all'interno delle piume dell'uccello foglia dalle ali blu. La scoperta del Dr. Saranathan e del suo team è arrivata dalla loro indagine sui colori delle piume degli uccelli foglia, un enigmatico gruppo di uccelli appollaiati endemici del sud e sud-est asiatico (inclusa Singapore), una specie di cui ha evoluto i cristalli unici nel suo piumaggio.

Confrontando le nanostrutture produttrici di colore presenti in parenti stretti, il team ha riferito che questa specie è in grado di sintetizzare direttamente cristalli fotonici giroidi singoli, che hanno proprietà ottiche ed elettroniche altamente desiderabili che li rendono ideali per l'uso in celle fotovoltaiche per generare energia solare. L'uso di questo cristallo, un "risultato coronamento" nell'ingegneria della scienza dei materiali che finora è stato prodotto solo con grande difficoltà, ha il potenziale non solo di migliorare le celle fotovoltaiche, il che significa che possono essere prodotti più facilmente ed economicamente, ma anche per l'uso in altre applicazioni industriali come la catalisi in celle a combustibile e fibre ottiche.

Pubblicato in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze ( PNAS ), questo studio è particolarmente rilevante in quanto la ricerca di fonti rinnovabili di energia e produzione sostenibile ha assunto una nuova urgenza.

Dottor Saranathan, che detiene un incarico simultaneo presso il Dipartimento di Scienze Biologiche dell'Università Nazionale di Singapore, disse, "Attualmente, non possiamo produrre industrialmente cristalli fotonici a giroscopio singolo per lavorare nello spettro della luce visibile, tramite autoassemblaggio, un processo che riunisce spontaneamente i "blocchi Lego" chimici su scala nanometrica. I cristalli più grandi possono essere fabbricati e poi termoretratti per lavorare con la luce visibile, ma finora questo può essere fatto solo su piccola scala e non è esente da difetti. Così, la nostra scoperta dei primi cristalli a giroide singolo direttamente autoassemblati noti alla scienza, trovato in questi uccelli foglia, pensiamo sia rivoluzionario. Il modo in cui gli uccelli foglia producono questi cristalli è molto più semplice di come le farfalle, alcune delle quali usano la stessa struttura nelle scaglie delle ali, o come sono noti gli scienziati dei materiali".

"La nostra ricerca fornisce una chiara visione della classe di particelle a chiazze come le proteine ​​​​caricate che i ricercatori possono indagare in futuro, per vedere se possono essere persuasi a formare questi cristalli a scale di luce visibile. Sapere come i leafbirds producono queste strutture esotiche può stimolare nuove strategie di autoassemblaggio biomimetiche eco-compatibili per la sintesi di materiali su larga scala a queste scale di lunghezza ottiche altamente impegnative, data l'urgente necessità ecologica di tali materiali."