據(jù)美國《連線》雜志網(wǎng)站8月2日報道,孔雀羽毛因其鮮艷的虹彩備受贊譽,而英國《科學(xué)報告》雜志發(fā)表的一篇論文稱,經(jīng)過多次染色,它們還能發(fā)射激光。據(jù)論文作者說,這是動物界中生物激光腔的首個實例。
孔雀羽毛和蝴蝶翅膀等的斑斕虹彩并非來自任何色素分子,而是源于它們的結(jié)構(gòu)。例如,蝴蝶翅膀中幾丁質(zhì)(在昆蟲中常見的一種多糖)鱗片的排列方式類似屋頂?shù)耐咂?。本質(zhì)上,它們會形成衍射光柵。
就孔雀羽毛而言,是羽小支(由排列整齊、外包角蛋白的黑色素棒組成的纖維狀結(jié)構(gòu))的規(guī)則、周期性納米結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了虹彩。不同的顏色對應(yīng)著羽小支的不同間距。
科學(xué)家此前發(fā)現(xiàn),從染色的牛骨、藍(lán)色珊瑚骨骼到昆蟲翅膀、鸚鵡羽毛、人體組織以及鮭魚虹彩細(xì)胞,各種物質(zhì)都出現(xiàn)過隨機激光發(fā)射的情況。上述最新研究論文的作者們想知道,能否利用孔雀羽毛產(chǎn)生類似的激光發(fā)射,并找到具體機制。
該研究團隊觀察到,羽毛眼狀斑紋的所有顏色區(qū)域都有兩種不同波長的激光發(fā)射,其中綠色區(qū)域發(fā)射的激光強度最大。他們還發(fā)現(xiàn),只染色一次的羽毛沒有任何激光發(fā)射,只有經(jīng)過多次濕潤并完全干燥的樣本羽毛才有激光發(fā)射。這可能是因為染料和溶劑能更好地擴散到羽支中,以及角蛋白鞘中的原纖維松開了。
論文作者們未能發(fā)現(xiàn)造成激光發(fā)射的確切微觀結(jié)構(gòu)。這似乎與外包角蛋白的黑色素棒無關(guān)。論文合著者之一、佛羅里達(dá)理工大學(xué)的內(nèi)森·道森對《科學(xué)》周刊的記者說,羽毛內(nèi)部的蛋白質(zhì)顆?;蝾愃频男〗Y(jié)構(gòu)可能起到了激光腔的作用。道森及其同事認(rèn)為,他們的研究有望在未來推動生物相容性激光的研發(fā)。這種激光可以安全地植入人體,能用于傳感、成像和治療等目的。
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