Las “esponjas de cristal” tienen un esqueleto de sílice sorprendente: sus espículas gigantes se comportan mejor que cualquier fibra óptica actual. Un equipo científico internacional, con participación del CEAB-CSIC, investiga para entender qué características explican el fenómeno y poder aplicar ese conocimiento en la nueva generación de ordenadores y fibras ópticas.

Las esponjas de cristallEn el año 2001, durante una campaña oceanográfica en Hawái, se descubrió una extensa población de una esponja marina, científicamente conocida como Sericilophus hawaiicus o, popularmente, “esponjas de cristal”, por la sílice que forma su esqueleto. Este tipo de esponjas se puede hallar entre los 350 y 450 metros de profundidad.

El equipo descubridor, con científicos de USA, Canadá y España, estuvo realizando diversos trabajos de experimentación en vivo, empleando un submarino oceanográfico (PISCES V) de la Universidad de Hawaii. Entre sus miembros estaba el Dr. Manuel Maldonado del Centro de Estudios Avanzados de Blanes (CEAB) del CSIC, quien  recogió muestras de las esponjas que vivían allí para futuras investigaciones sobre las propiedades del esqueleto de estas esponjas, el cual está formado de sílice, el mismo material que el cristal: de ahí su nombre “esponjas de cristal”.

En la mayoría de las esponjas, las piezas esqueléticas (espículas) miden entre unas pocas micras y 1 milímetro. Sin embargo, en el caso de esta esponja, algunas de las piezas del esqueleto de sílice son gigantes, con espículas que pueden llegar a medir hasta 50 cm de longitud.

Se sabe desde hace mucho que la sílice tiene la capacidad de transmitir la luz. Pero cuando los investigadores analizaron en detalle las propiedades de transmisión de luz de las espículas gigantes, los resultados fueron sorprendentes. Las espículas funcionaban como una fibra óptica extraordinariamente eficiente: no sólo transmitían la luz sin pérdida de energía, sino que durante el paso de la luz por su interior, se generaba luz nueva con una longitud de onda diferente de la luz que había entrado inicialmente en ella.

Algunas de sus espículas son gigantes, y pueden llegar a medir hasta 50 cm de longitud

Esta propiedad se conoce en óptica como “capacidad de generación de un supercontinuo en la transmisión de luz”. Es decir, las espículas de estas esponjas no sólo transmiten por su interior toda la luz que reciben sin incurrir en pérdidas apreciables, sino que además amplían el espectro de longitud de onda de la luz que han recibido, proyectando en el otro extremo luz con un espectro ampliado.

Todavía no se conocen bien las características ultraestructurales de las espículas, responsables de estas interesantes propiedades ópticas. No obstante, explica el Dr. Maldonado, “trabajamos con la hipótesis de dos características que podrían explicarlo: una, que la sílice de estas esponjas es isotópicamente más pura que la de las fibras ópticas y, la segunda característica, la sílice de esponjas, al contrario de la de las fibras ópticas, está imbricada a nivel nanoestructural con materiales orgánicos (quitina), que se organizan con una microestructura interna que favorece la generación del supercontinuo”.

Los científicos siguen la investigación en un proyecto, dado el gran interés por  comprender el fenómeno y poder incorporar dichas propiedades a las fibras ópticas actuales y hacerlas más eficientes.

Project PBS ( http://www.ceab.csic.es/projecte/explorant-la-produccio-biologica-de-silice-i-la-seva-aplicacio-en-ciencia-i-tecnologia/