Tavus Kuşu Tüyleri Muhteşemdir. Ayrıca Lazer Işınları Yayabilir

Tavus kuşu tüyleri, parlak ve yanardöner renkleriyle büyük beğeni topluyor ; ancak Scientific Reports dergisinde yayınlanan bir makaleye göre, birden fazla kez boyandıklarında lazer ışığı da yayabiliyorlar. Yazarlara göre bu, hayvanlar aleminde biyolazer boşluğunun ilk örneği .

Daha önce de belirtildiği gibi, tavus kuşu tüyleri ve kelebek kanatları gibi canlılardaki parlak, yanardöner renkler herhangi bir pigment molekülünden değil, yapılarından kaynaklanır. Örneğin, kelebek kanatlarındaki kitin (böceklerde yaygın bir polisakkarit) pulları, çatı kiremitleri gibi düzenlenmiştir. Esasen bir kırınım ızgarası oluştururlar; ancak fotonik kristaller yalnızca belirli renkleri veya ışık dalga boylarını üretirken, bir kırınım ızgarası, tıpkı bir prizma gibi tüm spektrumu üretir.

Tavus kuşu tüylerinde, yanardöner renkleri üreten şey, keratinle kaplı düzenli melanin çubuklarından oluşan lif benzeri bileşenler olan barbüllerin düzenli, periyodik nanoyapılarıdır. Farklı renkler, barbüllerin farklı aralıklarına karşılık gelir.

Her ikisi de fizikçilerin fotonik kristaller olarak adlandırdığı doğal oluşum örnekleridir. Fotonik bant aralığı malzemeleri olarak da bilinen fotonik kristaller "ayarlanabilir" özelliktedir; yani belirli ışık dalga boylarını engellerken diğerlerinin geçmesine izin verecek şekilde hassas bir şekilde düzenlenmiştir. Karoların boyutunu değiştirerek yapıyı değiştirin ve kristaller farklı bir dalga boyuna duyarlı hale gelir. (Aslında, gökkuşağı böceği hem pullarının boyutunu hem de gerektiğinde bu renkleri hassas bir şekilde ayarlamak için ne kadar kitin kullanılacağını kontrol edebilir .)

Daha da iyisi (uygulama açısından), renk algısı bakış açısına bağlı değildir. Pullar sadece estetik amaçlı değildir; böceği dış etkenlerden korumaya yardımcı olurlar. İnsan yapımı fotonik kristallerin birçok türü vardır, ancak bu yapıların doğada nasıl büyüdüğüne dair daha iyi ve daha ayrıntılı bir anlayış kazanmak, bilim insanlarının yanardöner pencereler, araba ve binalar için kendi kendini temizleyen yüzeyler ve hatta su geçirmez tekstiller gibi benzer özelliklere sahip yeni malzemeler tasarlamalarına yardımcı olabilir. Kağıt paralar, sahtecileri engellemek için şifreli yanardöner desenler içerebilir.

Boyalı sığır kemiklerinden ve mavi mercan iskeletlerinden böcek kanatlarına , papağan tüylerine ve insan dokularına , hatta somon iridiforlarına kadar her şeyde rastgele lazer emisyonlarına dair daha önce örnekler görülmüştü. Bu son çalışmanın yazarları, tavus kuşu tüyleri kullanarak benzer lazer emisyonları üretip üretemeyeceklerini ve umarız spesifik mekanizmayı belirleyebileceklerini merak ediyorlardı.

Tavus kuşu tüylerini elde etmek, dekoratif ve el sanatları için ne kadar popüler oldukları göz önüne alındığında zor olmadı, ancak araştırmacılar deneylerinde kullandıkları tüylerin hiçbirinin yabancı madde (boya gibi) içermediğinden emin oldular. Fazla dikenleri kesip tüyleri emici bir alt tabakaya yerleştirdiler. Daha sonra, boya çözeltisini doğrudan tüylere pipetle damlatıp kurumaya bırakarak tüylere sıradan boyalar emdirdiler. Bazı durumlarda tüyler birkaç kez boyandı. Ardından numunelere ışık darbeleri uyguladılar ve ortaya çıkan emisyonları ölçtüler.

Ekip, tüylerin göz lekelerinin tüm renk bölgeleri için iki farklı dalga boyunda lazer emisyonu gözlemledi; yeşil renk bölgeleri en yoğun lazer ışığını yayıyordu. Ancak, yalnızca bir kez boyanan tüylerde lazer emisyonu gözlemlemediler; yalnızca birden fazla ıslatma ve tam kurutma döngüsünden geçen örnek tüylerde gözlemlediler. Bu durum, hem boyanın hem de çözücünün tüycüklere daha iyi yayılmasından ve keratin kılıfındaki liflerin gevşemesinden kaynaklanıyor olabilir.

Yazarlar, lazer ışınımından sorumlu kesin mikro yapıları belirleyemediler; bu, keratin kaplı melatonin çubuklarından kaynaklanmıyor gibi görünüyor. Florida Politeknik Üniversitesi'nden ortak yazar Nathan Dawson, Science dergisine, tüylerin içindeki protein granüllerinin veya benzeri küçük yapıların bir lazer boşluğu işlevi görebileceğini öne sürdü . Dawson ve meslektaşları, çalışmalarının bir gün, algılama, görüntüleme ve tedavi amaçlı olarak insan vücuduna güvenli bir şekilde yerleştirilebilecek biyouyumlu lazerlerin geliştirilmesine yol açabileceğini düşünüyor.

Bu hikaye ilk olarak Ars Technica'da yayınlanmıştır .