Pirmas atvejis gamtoje. „Tai natūralūs lazeriai“ (Foto) ()
Floridos politechnikos universiteto ir Youngstown valstijos universiteto (abu JAV) tyrėjų neseniai atliktas atradimas keičia mūsų supratimą apie biologiją ir optiką.
© Steven Bennett, CC BY-SA 2.0 | https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pavo_cristatus_-Castellar_Zoo,_Castellar_de_la_Frontera,_Spain-8a.png
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Pasirodo, paprastojo povo (Pavo cristatus) plunksnos gali skleisti siaurus lazerio šviesos spindulius, ir tai pirmasis dokumentuotas „biologinės lazerinės kameros“ atvejis gyvūnų karalystėje.
Povo plunksnos jau šimtmečius žavi savo ryškia, žvilgančia spalva, kuri atsiranda dėl vadinamųjų struktūrinių spalvų – šviesos interferencijos mikroskopinėse struktūrose, o ne pigmentų. Jau 1665 m. Robertas Hukas aprašė jų fantastiškas spalvas veikale „Mikrografija“, pažymėdamas, kad jos atsiranda dėl šviesos atspindžių ant plonų plunksnų sluoksnių.
Tačiau visai neseniai Nathano Dawsono iš Floridos politechnikos universiteto ir Youngstowno valstijos universiteto vadovaujama komanda nusprendė ištirti, ar šios nanostruktūros galėtų veikti kaip lazerinė kamera. Nudažę plunksnas įprastu fluorescenciniu dažikliu (rodaminu 6G) ir paveikę jas 532 nm bangos ilgio šviesos impulsais, tyrėjai pastebėjo siaurų gelsvai žalios šviesos spindulių skleidimą, per silpną, kad būtų galima matyti plika akimi, bet aptinkamą spektrometru.
🦚 Peacock feathers don’t just shimmer—they can laser.
— The Europa Report (@TheEuropaReport) August 27, 2025
Scientists have turned dyed eyespots into natural laser cavities, producing real yellow-green beams.
First ever biological laser in the animal kingdom? pic.twitter.com/99hEWNLqsQ
|
Lazerio spinduliuotės gavimo procesas nebuvo paprastas. Svarbiausia buvo pakartotinis plunksnų dažymas rodamino 6G tirpalu alkoholyje ir vandenyje, džiovinant tarp ciklų. Tai leido dažams prasiskverbti į mikroskopines keratino struktūras plunksnose, atlaisvinant jų pluoštus.
Po kelių lazerio impulsų ciklų plunksnos pradėjo skleisti šviesą dviem būdingais bangos ilgiais: maždaug 574 nm ir 583 nm, povo plunksnų „akyse“. Stipriausia spinduliuotė sklido iš žaliųjų sričių, o tai rodo, kad specifinės šių sričių nanostruktūros geriausiai palaiko šviesos stiprinimą.
Kas lemia, kad povo plunksnos gali veikti kaip lazeriai? Mokslininkai spėja, kad už tai atsakingos mikroskopinės struktūros, galbūt baltymų granulės arba nanometrinės keratino ertmės, kurios sudaro natūralias optines kameras. Šios struktūros, kurių matmenys yra 92–93 nm, koherentiškai atspindi šviesą, todėl lazerio efektas atsiranda dėl stimuliuojamos spinduliuotės.
Įdomu tai, kad kiti mechanizmai, tokie kaip atsitiktinis sklaidymas, buvo atmesti dėl spektrinio stabilumo ir tinkamų geometrijų trūkumo plunksnose. Nors tiksli šių struktūrų prigimtis lieka nežinoma, jų reguliarumas ir tikslumas yra stulbinantys, rodantys milijonus evoliucijos metų , kurie suformavo šias sudėtingas optines savybes.
Šis atradimas turi reikšmės ne tik biologijai, bet ir technologijoms. Galimybė panaudoti natūralias struktūras biologiškai skaidomiems lazeriams kurti atveria duris medicininio vaizdavimo, optinių jutiklių ir net optinių ryšių sistemų inovacijoms.
Povo plunksnos, kaip natūrali ir lengvai prieinama medžiaga, galėtų įkvėpti kurti nebrangias, biologiškai suderinamas technologijas, kurioms nereikia sintetinių veidrodžių, kaip tradiciniams lazeriams, o vietoj to naudojamas daugkartinis šviesos sklaidymas, sukuriant vadinamuosius „atsitiktinius lazerius“.
.jpg)
