A volte le soluzioni più innovative ai problemi tecnologici si nascondono proprio sotto il nostro naso, o meglio, nel nostro cortile. È il caso delle cicaline, comuni insetti che producono misteriose particelle chiamate brocosomi. Questi minuscoli gioielli della natura potrebbero essere la chiave per sviluppare materiali ottici rivoluzionari, dai dispositivi di invisibilità ai rivestimenti per catturare l’energia solare in modo più efficiente.
Un team di ricercatori della Penn State University ha fatto luce sui segreti dei brocosomi, aprendo la strada a una nuova generazione di tecnologie bioispirate.
I magici “palloncini” anti-riflesso
Immaginate una minuscola sfera cava, grande appena 600 nanometri (circa metà della dimensione di un batterio), con una superficie costellata di fori di 200 nanometri. Una meraviglia dell’ingegneria naturale: è il brocosoma, la particella prodotta dalle cicaline per ricoprire il proprio corpo.
Ma a cosa servono questi strani, microscopici “palloncini”? Per decenni, gli scienziati si sono scervellati su questa domanda. C’è chi ha ipotizzato che servissero a tenere puliti gli insetti, chi a renderli idrorepellenti.
Oggi, grazie al lavoro del team guidato dal professor Tak-Sing Wong, abbiamo una sorprendente risposta. I brocosomi sono un sofisticatissimo sistema anti-riflesso, capace di assorbire fino al 94% della luce incidente!
Cicaline: invisibili ai predatori (e non solo)
Perché mai le cicaline dovrebbero preoccuparsi di riflettere la luce? Semplice: per non farsi vedere dai predatori. Molti animali che danno la caccia a questi insetti, come uccelli e rettili, hanno una vista che si estende nell’ultravioletto. E indovinate un po’? I brocosomi sono perfetti per assorbire proprio le lunghezze d’onda UV, rendendo le cicaline praticamente invisibili ai loro nemici.
Ma non è tutto. I ricercatori hanno scoperto che la dimensione dei fori sulla superficie dei brocosomi è cruciale anche per disperdere la luce visibile, creando una sorta di “scudo anti-riflesso” a tutto tondo. Insomma, grazie a queste prodigiose particelle, le cicaline possono “sparire” letteralmente dalla vista. Sentite anche voi quel buon profumo di biomimetica, vero? La scienza che “copia” le soluzioni geniali della natura per risolvere problemi ingegneristici. Ne vado matto.
Dalle cicaline alle tecnologie del futuro
Lo so, qualcuno (che paradossalmente forse neanche leggerà l’articolo, fermandosi ai titoli sui social) si dirà: tutto molto affascinante, ma che c’entra con noi umani? Beh, moltissimo. Comprendere i meccanismi alla base delle proprietà ottiche dei brocosomi delle cicaline potrebbe aprire la strada a una miriade di applicazioni tecnologiche.
Pensate a dispositivi in grado di renderci invisibili, proprio come i mantelli dell’invisibilità dei film di Harry Potter. O a rivestimenti super-efficienti per i pannelli solari, che catturano la luce senza rifletterla. E che dire di creme solari ultrapotenti, o di sistemi di crittografia ottica, dove i dati sono visibili solo sotto certe lunghezze d’onda? Le possibilità sono praticamente infinite.
Come costruire dei brocosomi artificiali?
Prima di poter sfruttare appieno il potenziale dei brocosomi, i ricercatori dovevano superare un ostacolo non da poco: riuscire a replicarli in laboratorio. La loro geometria è talmente complessa che riprodurli è stato a lungo un rebus per gli scienziati.
Ma il team della Penn State non si è dato per vinto. Usando tecniche avanzatissime di stampa 3D sono riusciti a creare delle “fotocopie” sintetiche dei brocosomi, ingrandite 20.000 volte rispetto alle dimensioni naturali (circa un quinto del diametro di un capello umano). Un vero e proprio capolavoro di “ingegneria inversa”, che ha permesso di studiare nel dettaglio il comportamento ottico di queste particelle.
In sintesi
Come sottolinea Lin Wang, primo autore dello studio (che vi linko qui), la natura è una maestra incredibile per gli scienziati dei materiali. Le cicaline sono solo uno dei tanti esempi di animali che custodiscono segreti preziosi per l’innovazione tecnologica. “Non sono solo insetti,” dice Wang. “Sono fonte di ispirazione.”
Dietro il minuscolo corpo di una cicalina si cela un prodigio di ingegneria ottica, frutto di milioni di anni di evoluzione. Un prodigio che, chissà, un giorno potrebbe regalarci tecnologie degne di un film di fantascienza.
