Уникальные наноструктуры в павлиньих перьях могут образовывать оптические полости, усиливающие свет способом, который никогда ранее не наблюдался у животных.
Было обнаружено, что перо потребовало нескольких циклов окрашивания. (Изображение)
Getty Images
Учёные пришли к выводу, что хвостовые перья павлинов способны излучать узкие лучи света. Команда исследователей отметила, что цветные хвостовые перья содержат крошечные отражающие структуры, способные преобразовывать свет в лазерный луч.
Исследователи из Флоридского политехнического университета и Университета штата Янгстаун исследовали такие структуры, которые могут излучать совершенно иное свечение после нанесения специального красителя на несколько участков хвоста павлина.
Они обнаружили, что перья могут излучать две различные частоты лазерного света из разных областей своих цветных глазных пятен.
Первый пример биолазерной полости
Исследователи утверждают, что это первый пример биолазерной полости в животном мире.
Исследовательская группа отметила, что после окрашивания перьев и облучения их внешним источником света, исследователи обнаружили, что они испускают узкие лучи желто-зеленого лазерного света.
В ходе исследования были изучены светоизлучающие свойства окрашенных бородок хвостовых перьев индийского павлина (Pavo cristatus) при высокой интенсивности излучения с длиной волны 532 нм.
Наблюдался высококонсервативный набор длин волн лазера.
Исследователи обнаружили, что бородки, пропитанные красителем, были получены путём многократного смачивания глазного пятна раствором красителя и последующего высыхания. В условиях увлажнения и после циклов увлажнения/высыхания, как на разных участках одного и того же пера, так и на разных образцах перьев, наблюдался высококонсервативный набор длин волн лазера.
Ученые подчеркнули, что перо потребовало нескольких циклов окрашивания, прежде чем стало заметно лазерное излучение.
«Было обнаружено, что глазное пятно хвостового пера павлина, легированного красителем, испускает лазерный свет из нескольких структурных цветовых областей. Области, где видимые полосы отражения находятся за пределами области усиления красителя, также в некоторых местах испускают лазерный свет», — заявили исследователи в исследовании.
«Было обнаружено, что наибольшая интенсивность лазера относительно широкой кривой излучения исходит из области зеленого цвета».
Точные микроструктуры, отвечающие за лазерную генерацию
Исследователи полагают, что результаты исследования могут служить прекрасным примером того, как сложные биологические структуры могут поддерживать генерацию когерентного света. Хотя исследование не определяет точные микроструктуры, обеспечивающие лазерную генерацию.
Получив павлиньи перья, исследователи срезали лишнюю длину бородок и поместили перья на впитывающий субстрат. Затем они пропитали перья обычными красителями, нанося красящий раствор непосредственно на перья пипеткой и давая им высохнуть.
В некоторых случаях перья окрашивали несколько раз. Затем образцы облучали импульсами света и измеряли любые возникающие излучения, согласно опубликованным данным исследования.
Авторам не удалось точно определить микроструктуры, ответственные за лазерную генерацию; по-видимому, она не связана с мелатониновыми стержнями, покрытыми кератином. Соавтор Натан Доусон из Флоридского политехнического университета предположил в интервью журналу Science, что белковые гранулы или аналогичные небольшие структуры внутри перьев могут функционировать как лазерный резонатор, сообщает Ars Technica.
Некоторые эксперты утверждали, что поиск лазерного излучения в биоматериалах может помочь идентифицировать в них массивы регулярных микроструктур. Например, в медицине некоторые инородные объекты — например, вирусы с чёткой геометрической формой — можно классифицировать и идентифицировать по их способности генерировать лазеры.
Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.
Sourse: interestingengineering.com
