Как известно, яркие переливающиеся цвета павлиньих перьев или крыльев бабочек обусловлены не пигментацией, а структурой. Чешуйки хитина в крыльях бабочек, например, расположены наподобие черепицы. По сути, они образуют дифракционную решетку, разве что воспроизводят только определенные цвета или длины волн света. В случае павлиньих перьев эффект переливающихся цветов создают регулярные, периодические наноструктуры бородок — волокнистых компонентов, состоящих из упорядоченных меланиновых стержней, покрытых кератином. Разные цвета и оттенки возникают из-за неодинакового расстояния между бородками.
Оба примера подходят под определение фотонных кристаллов в физике. Эти материалы с запрещенной зоной упорядочены таким образом, чтобы блокировать одни длины волн света и пропускать другие. Измените их структуру, и кристаллы станут восприимчивы к другой длине волны. Более того, как сообщает Ars Technica, восприятие цвета не зависит от угла зрения.
Науке известны несколько видов искусственных фотонных кристаллов, но более глубокое понимание того, как эти структуры возникают в природе должно помочь разработать новые материалы с аналогичными свойствами, например, переливающиеся окна, самоочищающиеся поверхности для автомобилей и зданий или даже водонепроницаемые ткани.
Команда специалистов из Политехнического университета Флориды и Университета штата Огайо в Янгстауне обнаружили признаки наличия оптических полостей в виде резонирующих наноструктур в разных частях глазчатого пятна пера. Как выяснилось, каждая из этих наноструктур слабо излучает в двух длинах волн: зеленой и желто-оранжевой.
Какая именно структура отвечает за выравнивание усиленного излучения, пока не ясно. По-видимому, оно не связано с бородками перьев. Но то, что они расположены по всему перу и излучают с одной и той же длиной волны, как минимум любопытно.
Определение физических свойств этих резонаторов может привести к новым разработкам в области лазерных технологий и предоставить биологам новый инструмент для анализа живых материалов. Авторы исследования надеются, что их работа может привести к появлению биосовместимых лазеров, которые можно будет безопасно встраивать в организм человека. Что же касается павлинов, то остается лишь гадать, зачем эволюция подарила им лазеры в хвостах.
В Китае разработали лазерное устройство Photon Matrix, способное убивать до 30 комаров в секунду с помощью технологии LiDAR. Устройство мгновенно обнаруживает насекомых и направляет на них лазерный луч, при этом безопасно для людей и домашних животных благодаря системе распознавания крупных объектов.
