Ci sono farfalle che sono da fino a 100 volte più nere del carbone, della pece e persino di Furia cavallo del West. Riusciamo a percepire solo lo 0,06% della luce che le colpisce.

Queste farfalle si avvicinano ai rivestimenti più neri realizzati dall’uomo per aiutare i pannelli solari ad assorbire più energia dal sole, oppure i telescopi per ridurre la luce diffusa.

Eppure ottengono questo effetto di intrappolamento della luce usando squame alari profonde solo pochi micron.

In uno studio pubblicato sulla rivista Nature Communications, i ricercatori riportano che farfalle ultra-nere provenienti da diverse regioni della terra usano lo stesso stratagemma. Il segreto per ottenere il nero più nero che c’è, dicono, non è un surplus di melanina, il pigmento responsabile del colore della pelliccia della pantera o delle piume di una cornacchia. È un’illusione ottica creata dalla struttura tridimensionale delle scaglie delle ali delle farfalle.

La luce entra nelle loro scaglie, ma molto poca riesce a uscirne. Viene intrappolata.

Nello studio, il professor Fred Nijhout, ha utilizzato la microscopia elettronica a scansione ad alta risoluzione e le simulazioni al computer per esaminare le strutture microscopiche sulle ali di 10 specie di farfalle ultra-nere e quattro normali farfalle nere o marrone scuro dal Centro e Sud America e in Asia.

Le ali di farfalla possono sembrare lisce ad occhio nudo. Da vicino è una storia diversa.

Ingrandite migliaia di volte, le ali delle farfalle sono coperte da squame con una superficie simile a un retino con creste e buchi che incanalano la luce nell’interno spugnoso della scaglia.

Lì, tessuti con strutture  simili a pilastri sparpagliano la luce fino a quando non viene assorbita.

Fino a poco tempo fa, la spiegazione delle incredibili proprietà di assorbimento della luce di alcune farfalle nere era che era dovuto a un motivo a nido d’ape nei piccoli fori sulla superficie della scaglia.

Ma il nuovo studio suggerisce che in realtà che la forma non sia poi così importante. Osservando le farfalle da quattro sottofamiglie – la più ampia gamma di farfalle ultra-nere che sono state esaminate fino ad oggi – il team ha scoperto che altre farfalle ultra-nere succhiano quantità simili di luce usando buchi con una varietà di forme e dimensioni, da favi e rettangoli o motivi a zigzag.

Si scopre che le differenze chiave tra le scale nere ultra-nere e normali si trovano altrove. Quando hanno esaminato le ali delle farfalle al microscopio elettronico, hanno scoperto che sia le squame ultra-nere sia quelle normali presentano creste parallele sulla loro superficie e pilastri all’interno. Ma le creste e i pilastri sono più profondi e più spessi nelle scale ultra-nere rispetto alle “normali” scaglie nere.

Quando il team ha usato delle simulazioni al computer per studiare diverse scaglie alari hanno scoperto che quelle prive della superficie increspata o dei pilastri interni riflettevano fino a 16 volte più luce. Come passare dall’ultra-nero al marrone scuro..

Questa architettura tridimensionale è così efficace nell’inghiottire la luce che le squame ultra nere sembrano ancora nere anche se rivestite d’oro.

Altri ultra-neri sono stati osservati in altri animali, come ragni di pavone e uccelli del paradiso, che sono noti per riflettere solo lo 0,05% della luce visibile.

Nessuna di queste bellezze naturali è oscura come i neri sintetici più neri mai registrati, che assorbono più del 99,99% della luce in entrata usando “foreste” strettamente imballate di nanotubi di carbonio alte da 10 a 50 micron. Ma ciò che rende interessanti le farfalle, dicono i ricercatori, è che competono con la migliore nanotecnologia che intrappola la luce, usando strutture che sono solo una frazione di spessore.

In definitiva, i risultati potrebbero aiutare gli ingegneri a progettare rivestimenti ultra-neri più sottili che riducono la luce diffusa senza appesantire le cose, per applicazioni che vanno dal camuffamento militare – per gli aerei invisibili che non possono essere visti di notte o rilevati dal radar – allo spazio di rivestimento telescopi rivolti a stelle deboli e distanti.

Perché la colorazione ultra-nera sia spuntata più volte sull’albero genealogico delle farfalle non è ancora chiara.

Il nero sulle ali di molte farfalle maschili è più scuro di quello delle loro controparti femminili, quindi una teoria è che li aiuta a sfoggiare ai potenziali compagni. Le regioni nere delimitano sempre macchie bianche, colorate o iridescenti, quindi l’idea è che potrebbero funzionare come una cornice scura per far apparire le macchie più luminose.

“Gli artisti sanno da molto tempo che lo stesso colore può apparire molto diverso su sfondi diversi”, ha detto Johnsen.

Il passo successivo è capire quante volte le farfalle si sono evolute in ali ultra-nere e determinare se quelle specie hanno qualcosa in comune che potrebbe aiutare a spiegare ciò che ha favorito il cambiamento.

Se volete dare un’occhiata ai dati scientifici potere trovarli qui.