Irvine (California).- Un equipo internacional liderado por la Universidad de California en Irvine (UC Irvine) ha logrado descifrar uno de los misterios más fascinantes del reino animal: cómo los calamares logran pasar de un estado completamente transparente a exhibir colores brillantes de forma controlada y reversible.
Este avance no solo revela las sorprendentes capacidades biológicas de estos cefalópodos, sino que abre la puerta a la creación de materiales bioinspirados con aplicaciones en camuflaje, sensores avanzados y pantallas multispectrales.
Los investigadores, en colaboración con el Laboratorio Biológico Marino de Woods Hole, Massachusetts, centraron su estudio en las células iridóforas de los calamares de la especie «Doryteuthis pealeii», nativa del Atlántico.
Estas células especiales contienen columnas apiladas de placas proteicas compuestas de reflectina, que actúan como reflectores de Bragg, una estructura óptica que refleja y transmite luz en longitudes de onda específicas. Gracias a esta arquitectura microscópica, el calamar puede controlar con precisión la luz que refleja, permitiéndole cambiar de apariencia según el entorno.
Para comprender mejor esta capacidad, el equipo utilizó una innovadora técnica de imagen tridimensional llamada holotomografía. Este método combina luz de baja intensidad con imágenes de fase cuantitativa para crear mapas de índice de refracción a partir de tejidos vivos, revelando tanto las estructuras físicas como las propiedades ópticas de las células.
Según Georgii Bogdanov, investigador posdoctoral en ingeniería química y biomolecular en UC Irvine y coautor del estudio, esta técnica permitió observar cómo las placas de reflectina se organizan en columnas sinuosas dentro de las células, produciendo un patrón complejo de reflexión de luz que está detrás del camuflaje óptico del calamar.
A partir de estos descubrimientos, los científicos desarrollaron un material compuesto flexible y elástico que imita estas columnas nanoscópicas. Este nuevo material puede ajustar su apariencia tanto en el espectro visible como en el infrarrojo, adaptándose a estímulos ambientales o mecánicos.
La incorporación de películas metálicas nanostructuradas añadió propiedades de reflexión infrarroja al compuesto, extendiendo su funcionalidad mucho más allá de lo que se observa en la naturaleza.
Este tipo de avances permite la creación de superficies inteligentes capaces de cambiar de color o de temperatura reflejada dependiendo de su entorno, ideales para aplicaciones como camuflaje militar, ropa reactiva a condiciones externas o sensores de alta precisión.
Según Aleksandra Strzelecka, candidata a doctorado en UC Irvine y coautora del artículo, el potencial del material es enorme debido a su escalabilidad y modularidad: ya se han logrado producir versiones de gran superficie y en arreglos múltiples.
Para Alon Gorodetsky, profesor asociado de ingeniería química y biomolecular en UC Irvine y autor principal del estudio, este trabajo es un ejemplo claro del poder de unir investigación básica y aplicada.
«El proceso de descubrimiento ha sido tan revelador como el resultado final», señaló. «Estamos apenas comenzando a comprender el potencial de los materiales ópticos inspirados en los cefalópodos».
Además del avance tecnológico, el estudio también refuerza la importancia del conocimiento profundo de los sistemas biológicos para el desarrollo de tecnologías del futuro. Los resultados obtenidos no solo benefician la creación de materiales funcionales, sino que también podrían mejorar dispositivos ópticos existentes, como láseres, sensores, fibras ópticas y paneles solares.
El trabajo fue posible gracias a la colaboración con el Laboratorio Biológico Marino, que ha sido un centro pionero en el estudio de cefalópodos durante más de un siglo.
Roger Hanlon, científico senior de dicha institución, destacó la relevancia de los calamares en la biología marina y su valor como modelo para estudios biomiméticos.
El estudio, publicado en la revista Science, fue financiado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) y la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos.
También participaron Sanghoon Lee, Nikhil Kaimal y Stephen Senft como parte del equipo multidisciplinario.
Este descubrimiento marca un hito en el campo de la ingeniería bioinspirada, demostrando que la naturaleza aún tiene mucho que enseñarnos sobre cómo controlar y manipular la luz. Con estas nuevas herramientas: el futuro de los materiales inteligentes podría ser tan flexible y fascinante como la piel de un calamar.
