ريش الطاووس أعجبت بشكل كبير بألوانها الفاتحة المشرقة ، ولكن اتضح أنها يمكن أن تنبعث منها أيضًا ضوء الليزر عند صبغها عدة مرات ، وفقًا لورقة نشرت في مجلة Scientific Reports. وفقًا للمؤلفين ، هذا هو المثال الأول لتجويف النماذج الحيوية داخل مملكة الحيوانات.
كما ذكرت سابقًا ، فإن الألوان القزحية المشرقة في أشياء مثل ريش الطاووس وأجنحة الفراشة لا تأتي من أي جزيئات الصباغ ولكن من كيفية تنظيمها. يتم ترتيب مقاييس الكيتين (عديد السكاريد المشترك في الحشرات) في أجنحة الفراشة ، على سبيل المثال ، مثل بلاط السقف. في الأساس ، فإنها تشكل صرفًا حيودًا ، باستثناء البلورات الضوئية التي تنتج فقط ألوانًا أو أطوال موجية معينة ، من الضوء ، في حين أن صريف الحيود سوف ينتج الطيف بأكمله ، يشبه إلى حد كبير المنشور.
في حالة ريش الطاووس ، إنها الهياكل النانوية الدورية للبربول-المكونات الشبيهة بالألياف المكونة من قضبان الميلانين المطلوبة في الكيراتين-التي تنتج الألوان القزحية. تتوافق ألوان مختلفة مع تباعد مختلف للبربول.
كلاهما أمثلة تحدث بشكل طبيعي على ما يسميه الفيزيائيون البلورات الضوئية. تُعرف بلورات الفوتونيات الضوئية المعروفة أيضًا باسم مواد الفعل الضوئية ، مما يعني أنها مرتبة بدقة بطريقة تمنع بعض الأطوال الموجية للضوء مع السماح للآخرين بالمرور. قم بتغيير الهيكل عن طريق تغيير حجم البلاط ، وتصبح البلورات حساسة لطول الموجة المختلفة. (في الواقع ، يمكن لسوس قوس قزح التحكم في حجم مقاييسه ومقدار الكيتين المستخدم لضبط تلك الألوان حسب الحاجة.)
حتى أفضل (من وجهة نظر التطبيقات) ، لا يعتمد تصور اللون على زاوية المشاهدة. والمقاييس ليست فقط للجمال. أنها تساعد في حماية الحشرة من العناصر. هناك عدة أنواع من البلورات الضوئية من صنع الإنسان ، ولكن الحصول على فهم أفضل وأكثر تفصيلاً لكيفية نمو هذه الهياكل في الطبيعة يمكن أن تساعد العلماء على تصميم مواد جديدة ذات صفات مماثلة ، مثل النوافذ القزحية ، والأسطح ذاتية التنظيف للسيارات والمباني ، أو حتى المنسوجات المقاومة للماء. يمكن أن تتضمن العملة الورقية أنماطًا قزحية مشفرة للرقائق المزيفة.
كانت هناك أمثلة سابقة لانبعاثات الليزر العشوائية في كل شيء بدءًا من عظام الأبقار الملطخة والهياكل العظمية المرجانية الزرقاء إلى أجنحة الحشرات ، والريش الببغاء ، والأنسجة البشرية ، وكذلك السلمون إيريديفور. كان مؤلفو هذه الدراسة الأخيرة مهتمين بما إذا كان بإمكانهم إنتاج انبعاثات مماثلة بالليزر باستخدام ريش الطاووس ونأمل أن يحددوا الآلية المحددة.
لم يكن من الصعب الحصول على ريش الطاووس ، بالنظر إلى مدى شعبيتها لأغراض الزخرفة والفنون والحرف ، لكن المؤلفين لم يتأكد أي من الريش المستخدمة في تجاربهم عن شوائب (مثل الأصباغ). لقد قطعوا أي أطوال فائضة من الانتقادات وشنت الريش على ركيزة امتصاص. ثم قاموا بتزويد الريش بأصباغ مشتركة عن طريق تصوير محلول الصبغة مباشرة عليها والسماح لهم بالتجفيف. تم تلوين الريش عدة مرات في بعض الحالات. ثم ضخوا العينات مع نبضات من الضوء وقياس أي انبعاثات ناتجة.
لاحظ الفريق انبعاثات الليزر في أطوال موجية متميزة لجميع مناطق الألوان من عيون الريش ، مع مناطق الألوان الخضراء تنبعث من ضوء الليزر الأكثر كثافة. ومع ذلك ، لم يلاحظوا أي انبعاث بالليزر من الريش الذي كان ملطخًا مرة واحدة فقط ، فقط في ريش العينة الذي خضع لدورات ترطيب متعددة ودورات تجفيف كاملة. ويرجع ذلك على الأرجح إلى أفضل انتشار لكل من الصبغة والمذيبات في البرباقات ، بالإضافة إلى تخفيف محتمل للألياف في غمد الكيراتين.
لم يتمكن المؤلفون من تحديد الهياكل المجهرية الدقيقة المسؤولة عن الليزر ؛ لا يبدو أنه بسبب قضبان الميلاتونين المغلفة بالكيراتين. اقترح المؤلف المشارك ناثان داوسون من جامعة فلوريدا للفنون التطبيقية للعلوم أن حبيبات البروتين أو هياكل صغيرة مماثلة داخل الريش قد تعمل كتجويف ليزر. يعتقد هو وزميله أنه في يوم من الأيام ، يمكن أن يؤدي عملهم إلى تطور الليزر المتوافق حيوياً التي يمكن تضمينها بأمان في جسم الإنسان لاستشعارها والتصوير والأغراض العلاجية.
ظهرت هذه القصة في الأصل على ARS Technica.
