Las plumas de pavo real son Muy admirado por sus brillantes colores iridiscentes, pero resulta que también pueden emitir luz láser cuando se teñirán varias veces, según un artículo publicado en la revista Scientific Reports. Según los autores, es el primer ejemplo de una cavidad biolaser dentro del reino animal.
Como se informó anteriormente, los colores iridiscentes brillantes en cosas como plumas de pavo real y alas de mariposas no provienen de ninguna molécula de pigmento sino de cómo están estructuradas. Las escamas de quitina (un polisacárido común a los insectos) en alas de mariposa, por ejemplo, están dispuestas como baldosas del techo. Esencialmente, forman una rejilla de difracción, excepto que los cristales fotónicos solo producen ciertos colores, o longitudes de onda, de luz, mientras que una rejilla de difracción producirá todo el espectro, muy parecido a un prisma.
En el caso de las plumas de pavo real, son las nanoestructuras periódicas regulares de las barbules, componentes similares a fibras compuestas de varillas de melanina ordenadas recubiertas con queratina, que producen los colores iridiscentes. Los diferentes colores corresponden a diferentes espacios de las Bárbulas.
Ambos son ejemplos naturales de lo que los físicos llaman cristales fotónicos. También conocidos como materiales fotónicos de banda de banda, los cristales fotónicos son “sintonizables”, lo que significa que se ordenan con precisión de tal manera que bloquean ciertas longitudes de onda de luz mientras dejan pasar a otros. Altere la estructura cambiando el tamaño de las baldosas, y los cristales se vuelven sensibles a una longitud de onda diferente. (De hecho, el gorgojo del arco iris puede controlar tanto el tamaño de sus escamas como cuánta quitina se usa para ajustar esos colores según sea necesario).
Aún mejor (desde el punto de vista de las aplicaciones), la percepción del color no depende del ángulo de visión. Y las escalas no son solo para la estética; Ayudan a proteger al insecto de los elementos. Existen varios tipos de cristales fotónicos hechos por el hombre, pero obtener una comprensión mejor y más detallada de cómo estas estructuras crecen en la naturaleza podría ayudar a los científicos a diseñar nuevos materiales con cualidades similares, como ventanas iridiscentes, superficies autolimpiantes para automóviles y edificios, o incluso textiles impermeables. El papel moneda podría incorporar patrones iridiscentes encriptados a los falsificadores de frustrado.
Ha habido ejemplos previos de emisiones láser aleatorias en todo, desde huesos bovinos manchados y esqueletos de coral azul hasta alas de insectos, plumas de loros y tejido humano, así como iridiforos de salmón. Los autores de este estudio más reciente estaban interesados en si podían producir emisiones láser similares usando plumas de pavo real y, con suerte, identificar el mecanismo específico.
No era difícil obtener las plumas de pavo real, dado lo populares que son para fines decorativos y de artesanías, pero los autores se aseguraron de que ninguna de las plumas usadas en sus experimentos contuviera impurezas (como tintes). Cortaron cualquier exceso de longitud de púas y montaron las plumas en un sustrato absorbente. Luego infundieron las plumas con tintes comunes al pipear la solución de tinte directamente sobre ellas y dejarlas secar. Las plumas se mancharon varias veces en algunos casos. Luego bombearon las muestras con pulsos de luz y midieron cualquier emisión resultante.
El equipo observó emisiones láser en dos longitudes de onda distintas para todas las regiones de color de las manchas de los plumas, con las regiones de color verde que emiten la luz láser más intensa. Sin embargo, no observaron ninguna emisión de láser de plumas que solo se mancharon una vez, solo en plumas de muestra que sufrieron múltiples humectaciones y ciclos de secado completos. Esto probablemente se deba a la mejor difusión del tinte y el solvente en las Bárbulas, así como al posible aflojamiento de las fibrillas en la vaina de queratina.
Los autores no pudieron identificar las microestructuras precisas responsables de la lástima; No parece deberse a las varillas de melatonina recubiertas de queratina. El coautor Nathan Dawson de la Universidad Politécnica de Florida sugirió a la ciencia que los gránulos de proteínas o pequeñas estructuras similares dentro de las plumas podrían funcionar como una cavidad láser. Él y su colega piensan que algún día, su trabajo podría conducir al desarrollo de láseres biocompatibles que podrían integrarse de manera segura en el cuerpo humano para detectar, imágenes y fines terapéuticos.
Esta historia apareció originalmente en Ars Technica.
