Les plumes de paon sont grandement admiré pour leurs couleurs irisées brillantes, mais il s’avère qu’ils peuvent également émettre de la lumière laser lorsqu’il est teint à plusieurs reprises, selon un papier Publié dans la revue Scientific Experiences. Par les auteurs, c’est le premier exemple d’une cavité de biolaser dans le règne animal.
Comme précédemment signaléles couleurs irisées brillantes dans des choses comme les plumes de paon et les ailes de papillon ne proviennent d’aucune molécule pigmentaire mais de la façon dont elles sont structurées. Les écailles de chitine (un polysaccharide commune aux insectes) dans les ailes de papillon, par exemple, sont disposées comme des carreaux de toit. Essentiellement, ils forment un réseau de diffractionà l’exception des cristaux photoniques ne produisent que certaines couleurs, ou longueurs d’onde, de lumière, tandis qu’un réseau de diffraction produira tout le spectre, un peu comme un prisme.
Dans le cas des plumes de paon, ce sont les nanostructures régulières et périodiques de la barbules—Les composants de kind fibre composés de tiges de mélanine ordonnées recouvertes de kératine – qui produisent les couleurs irisées. Différentes couleurs correspondent à un espacement différent des barbules.
Les deux sont des exemples naturels de ce que les physiciens appellent cristaux photoniques. Également connues sous le nom de matériaux de bandes photoniques, les cristaux photoniques sont «réglables», ce qui signifie qu’ils sont précisément ordonnés de manière à bloquer certaines longueurs d’onde de lumière tout en laissant les autres. Modifier la construction en modifiant la taille des carreaux et les cristaux deviennent sensibles à une longueur d’onde différente. (En fait, le charançon arc-en-ciel peut contrôler à la fois la taille de ses échelles et la quantité de chitine utilisée pour affiner ces couleurs au besoin.)
Encore mieux (du level de vue des functions), la notion de la couleur ne dépend pas de l’angle de imaginative and prescient. Et les échelles ne sont pas seulement pour l’esthétique; Ils aident à protéger l’insecte des éléments. Il existe plusieurs sorts de cristaux photoniques artificielsmais obtenir une meilleure compréhension plus détaillée de la façon dont ces constructions se développent dans la nature pourraient aider les scientifiques à concevoir de nouveaux matériaux avec des qualités similaires, telles que des fenêtres irisées, des surfaces autonettoyantes pour les voitures et les bâtiments, ou même des textiles imperméables. Le papier-monnaie pourrait intégrer des modèles irisés chiffrés pour déjouer les contrefacteurs.
Il y a eu des exemples antérieurs d’émissions de laser aléatoires dans tout, à partir de tachés os bovins et squelettes de corail bleu à Insectes ailes, plumes de perroquetet tissu humainainsi que Iridiphores du saumon. Les auteurs de cette étude la plus récente étaient intéressés à savoir s’ils pouvaient produire des émissions de laser similaires en utilisant des plumes de paon et, espérons-le, identifier le mécanisme spécifique.
Il n’était pas difficile d’obtenir les plumes de paon, étant donné leur popularité à des fins décoratives et artisanales et artisanales, mais les auteurs ne s’assuraient qu’aucune des plumes utilisées dans leurs expériences ne contenait d’impuretés (comme les colorants). Ils ont coupé toute longueur extreme de barbes et monté les plumes sur un substrat d’absorption. Ils ont ensuite infusé les plumes avec des colorants communs en pipetant la resolution de colorant directement sur eux et en les laissant sécher. Les plumes ont été colorées plusieurs fois dans certains cas. Ensuite, ils ont pompé les échantillons avec des impulsions de lumière et mesuré toutes les émissions résultantes.
L’équipe a observé des émissions laser en deux longueurs d’onde distinctes pour toutes les régions de couleur des yeux des yeux, les régions de couleur verte émettaient la lumière laser la plus intense. Cependant, ils n’ont observé aucune émission de laser à partir de plumes qui n’ont été tachées qu’une seule fois, juste dans des plumes d’échantillon qui ont subi plusieurs cycles de séchage et de séchage complet. Cela est probablement dû à la meilleure diffusion du colorant et du solvant dans les barbules, ainsi qu’une éventuelle relâchement des fibrilles dans la gaine de la kératine.
Les auteurs n’ont pas pu identifier les microstructures précises responsables du laser; Il ne semble pas être dû aux tiges de mélatonine recouvertes de kératine. Co-auteur Nathan Dawson de Florida Polytechnic College suggéré à la science que les granules protéiques ou les petites constructions similaires à l’intérieur des plumes pourraient fonctionner comme une cavité laser. Lui et son collègue pensent qu’un jour, leur travail pourrait conduire au développement de lasers biocompatibles qui pourraient être ancrés en toute sécurité dans le corps humain à des fins de détection, d’imagerie et de thérapeutique.
Cette histoire est apparue à l’origine sur ARS TECHNICA.
