Internacional. Las alas de las mariposas son muy sensibles al calor. La exposición excesiva a la luz solar podría causar el sobrecalentamiento de sus alas, mientras que las temperaturas demasiado bajas podrían congelarlas. Un equipo de ingenieros y biólogos de Columbia Engineering, la Universidad de Harvard y la Universidad de Washington ha identificado una red de sensores mecánicos y de temperatura dentro de las alas de mariposa.
Un ala de mariposa absorbe la luz solar e intercambia energía a través de radiación térmica con el entorno ambiental, incluido el entorno terrestre debajo del ala y el cielo arriba. La energía radiativa emitida desde el ala caliente hacia el cielo frío representa un importante canal de disipación de calor además de las pérdidas de calor por convección.
El equipo de investigación examinó las alas de las mariposas bajo longitudes de onda de luz que van desde el ultravioleta hasta el visible y el infrarrojo medio. En lo visible, las partes coloreadas de las alas están asociadas con la absorción y el reflejo de la luz solar. Mientras tanto, en el infrarrojo cercano, las alas de mariposa tienen una menor capacidad de absorción solar. Dado que la luz solar es aproximadamente un 50% menos potente en el infrarrojo cercano, una menor absorción del infrarrojo cercano ayuda a reducir la temperatura general de las alas.
Además, diferentes partes del ala de la mariposa tienen diferente emisividad térmica. Las partes que contienen células vivas tienen altas emisividades térmicas cercanas a la unidad; que es perfecto para la disipación de calor por radiación térmica. Las imágenes hiperespectrales han demostrado que la temperatura promedio de las partes que contienen células vivas es siempre menor que la de las partes de las alas "sin vida". Para la "parte viva" del ala, la alta emisividad térmica es causada por escamas con nanoestructuras únicas junto con gruesas capas de membrana.
Además de estos aspectos estructurales, las mariposas también pueden reaccionar a la intensidad y dirección de la luz solar. Se mueven de formas que les permiten desplazar los estímulos térmicos aplicados a sus alas. Las condiciones ambientales simuladas usando rayos láser han demostrado que estas reacciones ocurrieron cada vez que se dirigía un punto láser a los componentes "vivos" en las alas; sugiriendo que pueden contener una red de sensores térmicos.
Esta investigación podría conducir a varias aplicaciones para la distribución de temperatura en objetos que son livianos y translúcidos como las alas de mariposa. Las nanoestructuras encontradas en las escamas de las alas podrían inspirar el diseño de materiales de enfriamiento radiativo para ayudar a controlar las condiciones de calor excesivo.
