Que el olfato no te engañe otra vez con el marisco: inventan una 'camaleónica' tecnología que revela si está fresco o no

Imagen que muestra el cambio de color en el hidrogel en presencia de marisco en mal estado
Imagen que muestra el cambio de color en el hidrogel en presencia de marisco en mal estado
CELL REPORTS

Si por algo son especialmente conocidos los camaleones, es por su habilidad para cambiar rápida y radicalmente el color de su piel. Los seres humanos, desde la antigüedad, nos hemos sentido fascinados por esta capacidad, que convierte a estos curiosos reptiles en todo un espectáculo visual de hermosos patrones caleidoscópicos.

Ahora, un equipo de científicos de China y Alemania, en un trabajo conjunto en el que han participado la Academia China de las Ciencias, la Universidad de Tecnología de China Meridional, el Instituto Tecnológico Karlsruhe y la Universidad de Tsinghua ha diseñado un material que imita la piel de estos animales y su capacidad para adoptar colores que cubren prácticamente todo el espectro visible por los humanos, según detalla un estudio publicado en el medio especializado Cell Reports.

Este invento tiene un sinfín de aplicaciones, ya que este cambio de color puede programarse para que responda a cambios químicos en la humedad, la temperatura o la presión. Así, puede emplearse como un indicador de fuerza, detector de falsificaciones o, incluso, para comprobar el estado del marisco y evitar intoxicaciones.

Inspiración camaleónica

Aunque no son, ni de lejos, los únicos animales capaces de cambiar de color (por ejemplo, los cefalópodos, como los pulpos o las sepias, poseen también esta habilidad), los camaleones son sin duda los más conocidos por ello. No en vano se han introducido en la imaginería cultural occidental hasta el punto en el que denominamos 'camaleónico' a todo aquello que cambia su color.

Sin embargo, no ha sido hasta recientemente que los científicos han comprendido cómo funciona realmente este mecanismo. Antiguamente, se pensaba que, para lograr este efecto, los camaleones dispersaban distintos pigmentos por las células de su piel a través de unas estructuras similares a los vasos sanguíneos.

Más recientemente, en cambio, el genetista evolutivo Michel Milinkovitch descubrió que lo que provoca el cambio de color es una estructura por capas en la piel de los camaleones. Las células de la primera de ellas, los cromatóforos, contienen unos pigmentos rojos y amarillos; las de la segunda, llamadas guanóforos, contienen cristales nanométricos de una sustancia incolora, llamada guanina, y que también cumple un papel importante en la configuración del ADN y el ARN de todoas los seres vivos. Finalmente, la última capa está conformada por melanóforos, ricos en un pigmento oscuro llamado eumelanina que también se encuentra en la piel humana.

Los camaleones son capaces de encoger o estirar independientemente, cambiando la distancia entre estos pigmentos y cristales, cambiando la forma en la que la piel refleja la luz solar y, gracias a un efecto óptico llamado dispersión de Rayleigh (que también explica desde el color azul de los ojos de algunas personas a las iridiscencias de las plumas de los pavos reales o de algunos escarabajos), dando lugar a los cambios en el brillo, color y dibujo de su piel.

Además de hojas, hay un camaleón que sabe muy bien mimetizarse con el entorno para pasar desapercibido. (Foto: Imgur/oktt)
Un camaleón. (Foto: Imgur/oktt)
Imgur/oktt

Tradicionalmente se ha pensado que la principal función evolutiva de esta capacidad era proporcionar camuflaje al animal. Sin embargo, actualmente se cree que, aunque tenga cierta utilidad como camuflaje, sirve especialmente para expresar estados anímicos y fisiológicos y comunicarse en interacciones sociales, así como para regular la temperatura interna absorbiendo distintas cantidades de luz.

Tomando notas de la naturaleza

El material diseñado por este grupo de investigadores funciona de una manera muy similar. Consiste en dos capas de un hidrogel polimérico que contienen unas sustancias luminiscentes (luminógenos) de un color distinto en cada capa (azul y verde) que envuelven un núcleo con luminógenos rojos. Cualquiera de estas capas puede ser sensible a la temperatura o al ph; estas variables estimulan los luminógenos dando lugar a unos complejos cambios de color que cubren casi todo el espectro visible.

Así, este material se puede configurar de modo que emita un brillo púrpura a 20º de temperatura y tome un tono azul a 50º; O, en cambio, de modo que se vuelva rojo, amarillo o verde a medida que aumenta o disminuye el ph. Incluso, se pueden combinar dos capas sensibles a distintos estímulos para generar cambios más complejos.

Un sinfín de aplicaciones

Lo cierto es que este material tiene una amplia gama de usos potenciales. En el trabajo presentado por los científicos se proponen varios de ellos, como sensores de presión o temperatura, pero se exploran principalmente dos: Para comprobar el estado de los alimentos (en este caso marisco crudo) y para codificar información en un producto que lo distinga de posibles falsificaciones.

Por un lado, los científicos colocaron una muestra del invento en un recipiente con marisco que había sido convenientemente refrigerado y otra en otro recipiente con marisco conservado a 30 grados durante 50 horas. Observaron que, en presencia del marisco refrigerado, viraba a un brillo purpúreo, mientras que el que se encontraba con el marisco en mal estado, se teñía de un color verde brillante.

Por otra parte, los autores crearon una muestra que contenía los hidrogeles dispuestos de forma que formasen distintas palabras según se le aplicase calor o una sustancia química  (concretamente amoniaco), una técnica que puede replicarse para contener códigos que verifiquen la autenticidad de un producto.

El equipo que firma el trabajo señala que espera crear más muestras de este material en un futuro cercano, con mayor número de posibilidades, y sugieren incluso un posible implemento en robótica biomimética (que imita la naturaleza)... ¿Estamos más cerca de los camaleones-robot?

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