Materiales ópticos biomiméticos: Integraciónde diseño de la naturaleza para la manipulación de la luz

Pauli Pamela Paternina GarciaQuímica OrgánicaPrograma de biologíaFacultad de ciencia y matemáticasUniversidad del Rosario

SOLUCION

1. ¿Qué es biomimetica? Diga su importancia

Es una ciencia que transfiere un buen diseño de la naturaleza o lo toma como inpiración en la ingenieria de roslver problemas humanos que la naturaleza ya tiene solucionados. Su importancia radica no solo en la aceptación de que la naturaleza es mucho mas sabia que nosotros los humanos que hacemos parte de ella, sino que ademas nos ofrece una amplia posibilidad de soluciones a problemas tecnicos que se basan en la supervivencia de organismos biologicos. La union entre el diseño de la naturaleza y materiales artificiales se convierte entnces un indicador de paradigmas biomimeticos como la piel del tiburon o el efecto de loto.

2. De tres ejemplo de la aplicabilidad de la biomimetica a la ingenieria

La piel de tiburon se usa como inspiración para fabricar textiles para la produccion de trajes de baño ya que tiene una repelencia al agua importante. La piel del tiburon esta cubierta por pequeñas escamas dentadas, a partir de esta caracteristica los vestidos de baño para competición reducen la fricción al maximo y la energia que se necesita para adaptarse al movimiento en el agua.

La flor de loto posee una rugosidad a escala molecular que le ayuda a mantener en la superficie de sus hojas la repelencia al agua, esto permite la autolimpieza de sus hojas. Basados en esto se ha emulado esa repelencia al agua o superhidrofobia para crear superficies, pinturas y recubrimientos que se limpien con agua sin necesidad de detengente.

Las patas de un Gecko Tokay (un tipo de salamquesa) pueden adheririse a casi cualquier superficie por cuenta de un entramado microscopicode las almohadillas de sus extremidades. Este entramado esta compuesto por unos pelos muy finos, llamados lassetae que terminan en pequeñas ramificaciones en forma de espatula. Con este modelo se han creado estructuras setae sinteticas con nanotubos de carbono que incluso superan las propiedades de las de los gecko.

3. Diga cuales son los 5 procesos opticos fundamentales que resultan fascinantes de la biomimetica y explique en que consisten

Interferencia de pelicula delgada

Interferencia de multiples capas

Efecto de difracción rallado

Cristales fotónicos

Dispersión de la luz

4. Explique a que se deben los efectos de color o la amplia gama de colores en los seres vivos.

La variedad de efectos de color se clasifica en dos: pigmentaria y estructural. La pigmentaria se origina por absorción selectiva de luz por electrones de pigmentos y la estructural tiene que ver con la reflexion de la luz selectiva a través de la interferencia, la difracción y la dispersión. El color pigmentario en el más comun en el mundo natural.

5. De un ejemplo de donde se encuentra la estructura tipo Lamellar y explique el efecto de color que se observa.

Un ejemplo de estructura Lamellar puede verse en las mariposas Morpho, que tienen una estructura multicapa de pino. Cuando las mariposas baten sus alas se puede ver un hermoso azul iridiscente. La caracteristica optica mas importante de las alas de mariposa es la iridscencia del azul sobre un rango angular ancho, esto debido a que las mariposas Morpho cuentan con la intensidad y los elementos gran angulares atraves del empleo de sofisticadas microestructuras. La estructura matriz funciona en paralelo para destruir la interferencia entre pilas de capas, lo que resulta en la difusa y uniforme distribución de reflexión en gran angular.