O problema é mais do que familiar para todos os usuários de smartphone: você está andando pela rua e a luz do sol está batendo na sua tela e nada pode ser visto. Em contrapartida, existe uma espécie de borboleta com asas transparentes que praticamente não reflete nenhuma luz, desta maneira, ela evita os olhos das aves predadores que a caçam.

Pesquisadores da KIT, sob a direção de Hendrik Hölscher descobriram que nanoestruturas irregulares sobre a superfície da asa de borboleta são a razão da baixa reflexão. Em experiências de laboratório, eles conseguiram reproduzir este efeito que abre possibilidades de aplicação fascinantes, por exemplo, para visores de telefones celulares ou laptops.

Materiais transparentes como o vidro, sempre vão refletir parte da luz incidente. Alguns animais com superfícies transparentes, tais como os olhos de uma mariposa, conseguem evitar refletir boa parte da luz, mas apenas quando o ângulo de visão é perpendicular à superfície. As asas da borboleta Greta Oto, que vive principalmente na América Central, conseguem manter uma baixa reflexão mesmo quando observadas sob ângulos superiores.

Dependendo do ângulo de visão, a reflexão especular varia entre dois e cinco por cento. Para efeito de comparação: Em função do ângulo de visão, uma superfície de vidro plana reflete entre oito e cem por cento, ou seja, a reflexão ultrapassa o da asa da borboleta por vários fatores. Curiosamente, a asa de borboleta não só exibe uma baixa reflexão do espectro da luz visível para os seres humanos, mas também suprime a radiação infravermelha e ultravioleta, que pode ser percebida pelos animais. Isto é importante para a sobrevivência da espécie.

Para investigar este fenômeno, os cientistas examinaram as asas da Greta Oto por microscopia eletrônica de varredura. Estudos anteriores revelaram que nanoestruturas na forma de pilares regulares são responsáveis pelos baixos reflexos em outros animais. Os cientistas descobriram agora a presença de nanopilares nas asas da borboleta, entretanto, em contraste com os resultados anteriores, eles são dispostos de maneira irregular e apresentam uma altura variante e sem padrão. A altura dos pilares tipicamente gira em torno de 400 e 600 nanómetros, a distância dos pilares varia entre 100 e 140 nanómetros. Isto corresponde a cerca de um milésimo de um cabelo humano.

Nas simulações realizadas, os pesquisadores modelaram matematicamente estas irregularidades das nanopilares de altura e distância. Eles descobriram que a quantidade de luz refletida nestas formas era exatamente igual ao valor observado em ângulos de visão variável nas asas da borboleta. Desta forma, foi provado que a baixa reflexão em ângulos de visão variável é realmente causada por esta irregularidade nos nanopilares.

Os resultados abrem uma gama de aplicações onde são necessárias superfícies de baixa reflexão, como é o caso de lentes ou telas de telefones celulares. Testes primeira aplicação estão em fase de concepção nesse momento. O mais interessante é que todos os protótipos feitos com essa estrutura, também demonstraram funcionar como repelente de água e como um mecanismo de auto-limpeza.