Mapeamento da constante dielétrica local de um sistema biológico nanoestruturado: estudo da asa da libélula Chalcopterix rutilans
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Ado Jorio de Vasconcelos
Franklin Massami Matinaga
Ângelo Parise Pinto
Mariana de Castro Prado
Franklin Massami Matinaga
Ângelo Parise Pinto
Mariana de Castro Prado
Resumo
O objetivo deste trabalho é determinar o valor da constante dielétrica de um sistema biológico nanoestruturado via Microscopia de Força Elétrica (EFM) e mostrar como este método é útil para estudar cristais fotônicos naturais. Mapeamos a constante dielétrica da seção transversal da asa posterior da libélula da espécie Chalcopteryx rutilans (Rambur, 1842), Odonata, Polythoridae, com resolução nanométrica e obtivemos não apenas informações estruturais sobre suas nanocamadas constitutivas, mas também sobre os valores absolutos da variação da constante dielétrica em escala nanométrica. Ao relacionar o perfil medido da constante dielétrica estática com o perfil do índice de refração na faixa do visível, combinado com medições de refletância óptica e simulação, pudemos descrever a origem das cores das asas fortemente iridescentes dessa libélula da floresta amazônica. O método que demonstramos aqui deve ser útil para o estudo de outros sistemas biológicos.
Abstract
The aim of this work is to determine the dielectric constant value of a bio-nanostructured system via Electrostatic Force Microscopy (EFM) and to show how this method is useful to study natural photonic crystals. We mapped the dielectric constant of the cross-section of the posterior hind wing of the damselfly Chalcopteryx rutilans with nanometric resolution and obtained not only structural information on its constitutive nanolayers but also on the absolute values of the dielectric constant variation in a nanometric scale. By relating the measured profile of the static dielectric constant to the profile of the refractive index in the visible range, combined with optical reflectance measurements and simulation, we were able to describe the origin of the strongly iridescent wing colors of this Amazonian rainforest damselfly. The method we demonstrated here may be useful for the study of other nanostructured biological systems
Assunto
Microscopia de força elétrica, Cristais fotônicos, Libélula
Palavras-chave
Constante dielétrica, Microscopia de força elétrica (EFM), Cristais fotônicos naturais, Cores estruturais, Permissividade relativa