Хвостовые перья павлинов превратили в биологические лазеры

Исследователи из Флоридского политехнического университета и Университета штата Янгстаун показали, что наноструктуры в павлиньих перьях формируют оптические полости, усиливающие свет способом, ранее не наблюдавшимся у животных. После нанесения красителя на перья индийского павлина (Pavo cristatus) и освещения их внешним источником, они начали испускать узкие пучки желто-зеленого света.

Цветные перья павлинов содержат микроструктуры, которые при определенных условиях превращают обычный свет в когерентное лазерное излучение. Ученые обнаружили, что разные участки характерных «глазков» на перьях излучают свет на разных частотах.

Для эксперимента ученые срезали лишнюю длину бородок и поместили перья на впитывающий субстрат. Затем они пропитывали перья обычными красителями, нанося красящий раствор непосредственно на перья пипеткой и давая им высохнуть. В некоторых случаях перья окрашивали несколько раз для достижения необходимого эффекта.

В ходе эксперимента лишние бородки перьев удаляли, после чего их пропитывали обычными флуоресцентными красителями, капая раствор пипеткой и давая ему впитаться. При возбуждении зеленым светом (532 нм) окрашенные перья начали светиться, демонстрируя стабильные лазерные пики, правда, иногда для этого требовалось несколько циклов окрашивания.

Хотя точные микроструктуры в перьях, ответственные за генерацию когерентного излучения, еще не определены, исследователи полагают, что белковые гранулы могут выполнять роль лазерного резонатора.

Эксперименты показывают, что сложные биологические структуры способны поддерживать генерацию лазерного луча. Это открывает путь к созданию биомиметических оптических устройств и лазеров, имитирующих структуры из живой природы.