Scarabeo Ercole, come fa a cambiare colore e perché è utile per l’industria

Lo scarabeo Ercole (Dynastes hercules) fa parte della famiglia dei coleotteri ed è noto per la sua forza. Oltre che ad essere un animale affascinante è anche un'ottimo esempio di biomimetica, cioè presenta caratteristiche biologiche che vengono studiate per poterle poi riprodurre artificialmente e creare nuove tecnologie. In questo caso però gli scienziati non si sono concentrati sul come faccia ad essere così forte – dal momento che è in grado di sollevare e trasportare 850 volte il suo peso – ma sul come sia in grado di cambiare il proprio colore a seconda dell'umidità presente nell'aria. L'obiettivo? Produrre sensori per l'umidità smart.

Caratteristiche dello scarabeo Hercules

I coleotteri sono una vastissima famiglia di insetti presenti sulla terra da circa 280 milioni di anni e, tra questi, lo scarabeo Ercole è uno tra i più noti. Tipico del Sudamerica e delle isole caraibiche, presenta un esoscheletro molto rigido e delle ali dette elitre che non hanno però la funzione del volo: queste servono per proteggere le ali vere e proprie che si trovano sotto di esse nella parte posteriore del corpo.
Questo animale, come anticipato, è anche considerato l'insetto più forte del mondo grazie alle sue resistentissime corna in chitina.

La corazza che cambia colore

Abbiamo parlato della sua incredibile forza, ma c'è un'altra caratteristica molto affascinante propria dello scarabeo Hercules: il cambio di colore della sua corazza al variare dell'umidità dell'aria. Ma come è possibile che la corazza cambi colore? La risposta sta nell'esoscheletro. Come spiegano i ricercatori dell'università di Namur in un articolo pubblicato sul New Journal of Physics, la sua struttura è caratterizzata da micropori che generano un fenomeno di interferenza con l'umidità presente nell'aria: di giorno, quando l'umidità è più bassa, lo scarabeo è verde brillante, mentre di notte diventa nero.

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Ma cosa succede nello specifico?

Dobbiamo considerare il suo esoscheletro come una sorta di sistema multistrato composto da una superficie superiore microporosa e da una superficie inferiore composta da melanina. Quando l'umidità è bassa, i micropori permettono la riflessione della luce, ed il colore risulta di un verde brillante (simile alle foglie delle foreste in cui vivono); quando l'umidità si alza, i micropori sono riempiti di acqua ed interferiscono con il fenomeno di riflessione rivelando il colore dello strato sottostante (melanina), di colore nero.

Questa caratteristica in natura è utile all'insetto per riuscire a sfuggire ai predatori, risultando dello stesso colore delle foglie di giorno e scomparendo nel buio della notte.

Le possibili applicazioni

Il meccanismo biologico alla base del cambio di colore dello scarabeo è stato per molto tempo oggetto di studio: ora che abbiamo capito il processo biologico, in futuro sarà possibile provare a riprodurlo artificialmente e utilizzarlo nella costruzione dei cosiddetti smart materials (materiali intelligenti). Un esempio è sicuramente la creazione di sensori di umidità, che potrebbero essere molto utili in ambito industriale.