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Termografia ajuda pesquisadores a examinar propriedades importantes das asas de borboletas

Termografia ajuda pesquisadores a ver com profundidade as asas de borboletas

Tsai, CC., Childers, R.A., Nan Shi, N. et al. Physical and behavioral adaptations to prevent overheating of the living wings of butterflies. Nat Commun 11, 551 (2020).

Recentemente, a Flir informou sobre um estudo publicado na Nature por pesquisadores da Columbia Engineering e da Universidade de Harvard que discorreu sobre a importância do uso de imagens térmicas para o auxílio no exame das propriedades termodinâmicas e da importância do resfriamento radiativo a fim de manter em movimento as asas das borboletas.

Veja a seguir fragmentos importantes do artigo da Flir:

Verificou-se que as borboletas são tão impressionantes nas imagens térmicas quanto no espectro de luz visível. Recentemente, pesquisadores da Columbia Engineering e da Universidade de Harvard publicaram um estudo na Nature examinando as propriedades termodinâmicas das asas das borboletas e a importância do resfriamento radiativo para manter estas delicadas estruturas em movimento. Nanfang Yu, professor associado de física aplicada na Columbia, descreve como as imagens térmicas tiveram um papel importante no estudo.

“É a maneira menos invasiva de medir a temperatura,” explicou Yu. No estudo, a equipe identificou as estruturas vivas complexas presentes nas asas das borboletas que auxiliam habilmente na termorregulação. Com uma câmera termográfica, neste caso uma câmera científica FLIR SC660, “você consegue basicamente ver o esqueleto da borboleta,” disse Yu. “É quase como uma radiografia, você vê a estrutura, as veias da asa, a membrana… todo o corte transversal do material da asa.” Em imagens térmicas, todas as cores brilhantes e os padrões da asa de uma borboleta desaparecem, e o que você vê é a estrutura subjacente da própria asa.

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Com as imagens térmicas, “você pode medir e mapear toda a distribuição de temperatura,” disse Yu. Sua equipe conseguiu visualizar e medir a diferença de temperatura entre as veias, a membrana e outras estruturas da asa, como as androcônias. Eles descobriram que as áreas das asas das borboletas que contêm células vivas (veias da asa) apresentam uma emissividade térmica mais alta que as regiões “sem vida” da asa (a membrana).

“Essa técnica de geração de imagens nos permite examinar adaptações físicas que desassociam a aparência visível da asa de suas propriedades termodinâmicas,” disse Yu em um artigo da Columbia Engineering. “Descobrimos que nanoestruturas da escama diferentes e espessuras de cutícula não uniformes criam uma distribuição heterogênea de resfriamento radiativo – dissipação de calor através de radiação térmica – que reduz de forma seletiva a temperatura das estruturas vivas como as veias da asa e as androcônias.”

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“Queríamos descobrir como a estrutura de animais pequenos sobrevive ao calor extremo,” disse Yu. O seu estudo mais recente continua a explorar a questão de como insetos pequenos conseguem se manter frescos. As asas de uma borboleta estão repletas de sensores mecânicos que detectam o superaquecimento, e as escamas de suas asas contêm nanoestruturas que ajudam a facilitar o resfriamento radiativo. Além do interesse biológico dessas descobertas, Yu acha que elas podem servir como inspiração para a criação de nanoestruturas resistentes ao calor e aeronaves que detectam calor.

Imagens térmicas das borboletas da família Pieridae. Crédito da imagem: Nanfang Yu e Cheng-Chia Tsai

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