Boletín
UNAM-DGCS-855
Ciudad Universitaria
 Rafael Quintero Torres |
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Pie de foto al final del boletín
DESCUBREN
CIENTÍFICOS DE LA UNAM QUE CIERTAS ALGAS REFLEJAN LUZ ULTRAVIOLETA
·
Diminutos cristales permiten el paso de la luz
necesaria para la fotosíntesis, explicó Rafael Quintero Torres, investigador
del CFATA
·
Ello podría servir en el diseño de nuevos
dispositivos electrónicos que manipulan luz, adelantó
·
La investigación fue publicada en la revista Physical
Review E, y por su importancia mereció ser
reseñada en la prestigiada sección Physical Review Focus
Científicos de la UNAM descubrieron que ciertos cristales
que se forman alrededor de un tipo de alga, reflejan la radiación ultravioleta
al tiempo que permiten el paso de luz necesaria para la fotosíntesis; lo cual
podría servir para diseñar nuevos dispositivos electrónicos para manipular luz.
Este trabajo señala la importancia que tiene la
estructura de esas plantas acuáticas en el rechazo selectivo de los rayos UV
del Sol, lo cual les permite vivir en la parte más alta de la superficie del
océano, explicó Rafael Quintero Torres, investigador del Centro de Física
Aplicada y Tecnología Avanzada (CFATA).
La investigación, contenida en
el artículo Strong Far Field Coherent Scattering of Ultraviolet Radiation by
Holococcolithophores, fue dada a conocer en la revista Physical Review E, y
mereció, por su importancia, ser reseñada en la prestigiada sección Physical
Review Focus. Asimismo, diversas publicaciones en el mundo, de China, Corea,
Alemania y Francia, hacen eco del comentario.
En ella colaboran José Luis Aragón, del CFATA; Manuel Torres, del Instituto de Física
Aplicada, y Marta Estrada y Luisa Cros, del Instituto de Ciencias del Mar,
ambas instancias del Consejo Superior de Investigaciones Científicas de España.
Rafael Quintero dijo que los cocolitoforos son algas
marinas que se recubren de una estructura calcárea llamada cocolito. Saber cómo
es la estructura íntima del cocolito, permite explicar el fenómeno que ya había
sido observado. Es decir, se conocía el rechazo de la radiación UV pero no por
qué ni cómo ocurría.
Este trabajo multidisciplinario podría explicar la
importancia que tienen estos organismos, incluso, en los ciclos de la Tierra.
El albedo, es decir, la razón entre la energía luminosa que difunde por
reflexión la superficie del mar y la energía incidente del Sol, es mayor
gracias a la presencia de estos microorganismos. Es decir, se refleja una
cantidad más grande de esa radiación; de ahí su relevancia en el ecosistema.
Pero no sólo eso, desde otro punto de vista, el estudio
de estas algas lleva a confirmar que el orden en la estructura de los
materiales ha sido usado por los sistemas biológicos para producir ciertos
efectos ópticos, reveló.
La radiación luminosa, en general, puede tener tres
orígenes: la emisión física, por ejemplo, de un foco, los diodos o los láseres;
la química, como una vela, o la biológica, como las luciérnagas o medusas.
Entonces, los colores que se emiten por fenómenos físicos, químicos y
biológicos son emisores activos, expuso.
El color también es el
resultado de pigmentos y, en este caso, es pasivo y consecuencia de reflexiones
y absorciones selectivas. Lo más novedoso es cuando se debe a una estructura.
Este es el conocimiento más reciente y estamos interesados en entender más,
apuntó.
Al respecto, abundó Rafael Quintero Torres, podemos tener
una sensación de color en estructuras, las cuales, a su vez, pueden ser
totalmente desordenadas, aleatorias, o bien, ordenadas.
En las primeras basta con ver el cielo, resultado de que
en la atmósfera existen partículas desarregladas que dispersan la luz,
principalmente el azul, por eso nosotros lo vemos de ese tono, detalló.
Pero también existe la sensación de color por estructuras
ordenadas. Ejemplo de ello, dijo, son las alas de las mariposas o las burbujas
de jabón. “Resulta que su color no es resultado de la emisión de luz ni de
pigmentos, sino del orden de la estructura”.
Lo mismo ocurre con los cocolitos, donde gracias al orden
de la calcita, selectivamente se absorben unos colores y se reflejan otros.
Debido a que esos arreglos de cristales son un mecanismo de sobrevivencia, de
protección de una estructura biológica, rechazan las energías más altas, o sea,
el ultravioleta, y permiten el paso del espectro visible que el cocolitoforo
requiere para el proceso de fotosíntesis.
Hay algunos cocolitos que presentan estructuras
desordenadas de tamaño variable que, al no tener la propiedad de rechazar
selectivamente al UV, deben habitar las partes profundas del océano, añadió.
En el caso de los cocolitos de estudio se encontró que
forman una especie de cápsula, cuyas tapas tienen esferas de calcita arregladas
en dos capas: una hexagonal y otra triangular encima, encargadas precisamente
de rechazar la radiación UV.
En cierta medida, casi cualquier problema concebible en
ingeniería ya fue enfrentado por la naturaleza, la cual encontró una solución
que ahora nosotros discutimos, dijo el científico.
Para explicar qué estaba ocurriendo alrededor de esos
organismos marinos, los integrantes del CFATA, con sede en Juriquilla,
Querétaro, y sus colegas españoles, realizaron un modelo de la estructura de
calcita.
Se tenía la intención de proceder formalmente,
resolviendo las ecuaciones de Maxwell, para determinar lo que sucede con las
ondas electromagnéticas cuando pasan por la estructura, aclaró.
“Optamos por una idea un tanto simple: suponer que cada
uno de esas esferas de calcita se comporta como un centro dispersor ordenado o
desordenado. Encontramos que si la estructura que rodea al alga fuera
totalmente desorganizada no podría rechazar el UV”, precisó.
Como se percibe, podría tener repercusión en el
entendimiento de los procesos tecnológicos que permiten, por ejemplo, mover y
controlar las ondas electromagnéticas y, con ello, comunicaciones ópticas, argumentó.
Al mencionar la reseña en el Physical
Review Focus, Quintero Torres expuso que ha resaltado el trabajo y lo ha hecho
circular entre la comunidad científica internacional. Una serie de
publicaciones en el mundo, de China, Corea, Alemania y Francia, ya comienzan a
hacer eco del comentario.
“Eso es altamente
motivante desde el punto de vista que resolvimos el problema y que el trabajo
es considerado como meritorio por colegas en el extranjero”, reconoció.
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FOTO 01.
José Luis Aragón y Rafael Quintero,
del CFATA de la UNAM, descubrieron que ciertos cristales que se forman
alrededor de un tipo de alga, reflejan la radiación ultravioleta y permiten el
paso de luz para la fotosíntesis.