Producción de color en materiales microestructurados naturales y artificiales - Luna, Ana Eugenia (2014)
Las estructuras fotónicas naturales exhiben notables efectos de color como el aspectometálico y la iridiscencia. En este trabajo se investigan algunas de las microestructurasde este tipo que se han identificado en coleópteros, específicamente en los escarabajos dela especie Ceroglossus suturalis, que exhiben una coloración iridiscente y son endémicosdel extremo sur de América del Sur y del sur de Chile. Este fenómeno de iridiscencia seproduce por reflexiones múltiples de la luz dentro de la epicutícula del élitro (ala delanteramodificada por endurecimiento que encierra a las alas posteriores utilizadas en el vuelo),que es un sistema de multicapas alternadas de materiales de diferente densidad óptica. Por medio del empleo de técnicas de microscopía electrónica de barrido (SEM) y de transmisión (TEM), y a través del procesamiento de las imágenes y micrografías, se obtuvieronlos parámetros geométricos más relevantes de las microestructuras responsables del colorestructural en estos escarabajos, tales como el número de capas y sus espesores. Utilizandoun espectrofotómetro acoplado a fibra óptica se midieron los espectros de reflectanciay se obtuvieron los diagramas de cromaticidad para diferentes muestras, y bajo distintascondiciones de iluminación. Una vez confirmado el mecanismo físico involucrado enla producción de color en los especímenes estudiados, se aplicaron diferentes algoritmosde optimización para recuperar tanto la parte real como la imaginaria de la constantedieléctrica y los espesores de las capas de los materiales que componen el sistema naturalde multicapas. Los resultados obtenidos mediante la aplicación de diferentes estrategiasde optimización heurística confirman que este tipo de algoritmos tiene un gran potencialcomo herramienta para investigar las estructuras fotónicas naturales. El estudio de la generación de color estructural en el mundo natural ya ha comenzado a inspirar el desarrollo de dispositivos artificiales con aplicaciones tecnológicas, tales como sensores inteligentesy nuevos tipos de filtros.