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Dec 05, 2023

I gamberetti di Alla ricerca di Nemo potrebbero aiutarti a mantenere bianco il tuo pane bianco

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Il Pacific Cleaner Shrimp potrebbe contenere il segreto per mantenere bianco il pane bianco. Le nanoparticelle inorganiche come il biossido di titanio e l'ossido di zinco sono ampiamente utilizzate come agenti sbiancanti negli alimenti, nei cosmetici e nelle vernici. Tuttavia, a causa di problemi di salute, attualmente è in corso un’intensa ricerca per trovare analoghi organici e biocompatibili per sostituire questi materiali. Ora, il dottor Ben Palmer e la sua studentessa Tali Lemcoff dell'Università Ben-Gurion del Negev hanno scoperto un nuovo materiale nei gamberetti più puliti che produce uno dei riflettori bianchi più efficienti in natura che potrebbe ispirare lo sviluppo di nuovi materiali sbiancanti organici. Studiando il materiale bianco trovato nei gamberetti più puliti, i ricercatori hanno scoperto un principio completamente nuovo nel campo dell'ottica. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Photonics. Il Pacific Cleaner Shrimp, noto anche come Jacques di Alla ricerca di Nemo, utilizza strisce bianche sulla cuticola e sulle appendici per attirare i pesci, che poi procede a pulire mangiando i parassiti dal corpo del pesce. Quando i ricercatori hanno osservato più da vicino queste strisce bianche, hanno scoperto qualcosa di sorprendente. Le strisce bianche sono costituite da uno strato ultrasottile di particelle densamente imballate di una piccola molecola, l'isoxantopterina. Realizzare materiali bianchi da materiali spessi è banale. Tuttavia, realizzare riflettori bianchi efficienti da materiali sottili e densi è impegnativo a causa di un effetto ottico chiamato "affollamento ottico", per cui la riflettanza diminuisce a densità di impaccamento più elevate. Nonostante abbia uno spessore inferiore a 5 micron, il bianco prodotto dai gamberetti è estremamente brillante, rendendolo uno dei materiali bianchi più sottili ed efficienti che esistano. La chiave dell'ottica sta nella disposizione delle molecole nelle particelle. Le molecole sono disposte in un "cristallo liquido", impilate in colonne che si irradiano radialmente dal centro delle nanosfere come i raggi di una ruota.

I globuli bianchi al microscopio

Università Ben-Gurion del Negev

"All'inizio pensavo che non fosse interessante perché le nanosfere non erano cristalli classici. Tuttavia, quando abbiamo osservato più da vicino utilizzando i microscopi crio-SEM e TEM, ci siamo resi conto che non solo le particelle sono cristalli liquidi, come quelli nei display LCD, ma che mostrano birifrangenza (doppia rifrazione), cosa estremamente rara nel mondo animale", ha affermato entusiasta Tali Lemcoff. Si scopre che questa speciale disposizione delle molecole è la chiave per superare l'ostacolo dell'affollamento ottico, consentendo alle particelle di essere densamente impacchettate , riducendo lo spessore dello strato richiesto per produrre un bianco brillante. "È davvero una delle prime volte in cui apprendiamo un principio completamente nuovo studiando un organismo. Il gambero ha superato un ostacolo apparentemente fondamentale in ottica creando particelle con questo speciale disposizione delle molecole. Ora la domanda è: come possiamo replicare questo effetto per creare nuovi materiali che potremmo usare come additivi alimentari nel pane bianco, o nella vernice bianca e in altre applicazioni?" dice il dottor Palmer.

Lemcoff, T., Alus, L., Haataja, JS et al. Candore brillante nei gamberetti ottenuto da strati ultrasottili di nanosfere birifrangenti. Naz. Fotone. (2023)

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Lemcoff, T., Alus, L., Haataja, JS et al. Candore brillante nei gamberetti ottenuto da strati ultrasottili di nanosfere birifrangenti. Naz. Fotone. (2023)

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