11/04/2012 - Alas de mariposa, el panel solar perfecto

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La tecnología espacial y el diseño industrial todavía intentan comprender la complejidad de las alas de una mariposa. Detrás de ellas existe un entramado de rectángulos, como tejas sobrepuestas, que duplican la capacidad de atrapar la energía solar con respecto a los paneles convencionales.

Para muchos investigadores, en su fragilidad y en su belleza se esconde una de las claves del aprovechamiento de la energía solar para el planeta. En ese sentido, científicos de China y Estados Unidos desarrollan sendos proyectos para aprovechar su diseño en el desarrollo de la tecnología solar.

Tongxiang Fan, de la Universidad de Jiao Tong de Shanghai en China, acaba de presentar un prototipo en la American Chemical Society de San Diego (EE.UU.) que resume años de observación de dos especies de mariposas negras, las que absorben la mayor cantidad de luz solar.

En sus observaciones microscópicas encontraron que las alas están compuestas de diferentes capas de escamas con pequeños orificios entre ellas. Cada capa permite conservar una parte del calor como compuertas que se van cerrando.

El prototipo, que reproduce la estructura con células solares, se utilizó para sintetizar la energía solar y el resultado fue sorprendente: el catalizador inspirado en las mariposas producía energía al doble de velocidad que un catalizador tradicional.

Además, comentó el experto en su presentación, el proceso de fabricación es más sencillo y rápido que otros métodos.

"La capacidad de recolección de luz es muy importante para el rendimiento de los dispositivos de energía solar. Lo que buscamos es que en un futuro cercano se aproveche al 100% la energía del sol y por ello investigamos uno de los mejores colectores de energía de la naturaleza, las mariposas", detalló Fan.

Nanoestructuras de cristal

El misterio de las alas de la mariposa no termina en su forma. Investigadores de la Universidad de Yale descubrieron que en la punta de las escamas existen unas nanoestructuras de cristal, llamadas gyroids, que influyen en su color y que esparcen la luz de forma selectiva.

El giroid está hecho de quitina, el resistente material que forma el exterior de los insectos y algunos crustáceos.

Richar Prum, director de la investigación, explicó en la revista Bioinspiration & Biomimetics cómo los cristales son fundamentales para que la superficie de las alas de las mariposas tomen la forma de una tupida red de bumeranes.

Cada escama o teja del ala produce un giroid. Cuando la escama se regenera, el cristal se queda en su lugar hasta que crece otra escama con un nuevo giroid. Con los resultados de la investigación se espera crear paneles solares que mejoren su eficiencia.

Un equipo de investigadores de las Universidades de Pensilvania (EE.UU.) y Autónoma de Madrid, que desarrolla un programa para reproducir estructuras biológicas, ya ha conseguido construir difusores ópticos para paneles solares inspirados en las alas de las mariposas.

"Las mariposas no sólo son hermosas, son muy buenas difusoras de la luz y permiten aprovechar al máximo la absorción de energía solar", detalló Martín Palma, uno de los responsables del estudio.

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