Peacock-Federn als neuartige Laserquelle: Einblicke in die Biolaserkavität

LONDON (IT BOLTWISE) – In einer faszinierenden Entwicklung haben Wissenschaftler herausgefunden, dass Pfauenfedern nicht nur für ihre schillernden Farben bekannt sind, sondern auch als Quelle für Laserlicht dienen können. Diese Entdeckung könnte den Weg für neue biokompatible Laseranwendungen ebnen.

Pfauenfedern sind seit jeher für ihre leuchtenden, irisierenden Farben bewundert worden. Doch nun haben Wissenschaftler entdeckt, dass diese Federn auch Laserlicht emittieren können, wenn sie mehrfach gefärbt werden. Diese Entdeckung, die in der Fachzeitschrift Scientific Reports veröffentlicht wurde, stellt das erste Beispiel einer Biolaserkavität im Tierreich dar.

Die leuchtenden Farben von Pfauenfedern und Schmetterlingsflügeln stammen nicht von Pigmenten, sondern von ihrer Struktur. Die regelmäßigen, periodischen Nanostrukturen der Barbules, die aus geordneten Melanin-Stäbchen bestehen und mit Keratin beschichtet sind, erzeugen die irisierenden Farben. Diese Strukturen sind Beispiele für sogenannte photonische Kristalle, die bestimmte Lichtwellenlängen blockieren oder durchlassen können.

Photonische Kristalle sind in der Lage, bestimmte Wellenlängen zu blockieren, während sie andere durchlassen. Diese Eigenschaft macht sie für Anwendungen wie irisierende Fenster oder selbstreinigende Oberflächen interessant. Ein besseres Verständnis der natürlichen Wachstumsprozesse dieser Strukturen könnte zur Entwicklung neuer Materialien mit ähnlichen Eigenschaften führen.

In der Vergangenheit wurden zufällige Laseremissionen in verschiedenen biologischen Materialien beobachtet, darunter Knochen, Korallen und Federn. Die Forscher dieser Studie wollten herausfinden, ob sie ähnliche Emissionen mit Pfauenfedern erzeugen können. Dazu färbten sie die Federn mehrfach und pumpten sie mit Lichtimpulsen, um die Emissionen zu messen.

Die Ergebnisse zeigten, dass alle Farbregionen der Augenflecken der Federn Laseremissionen in zwei verschiedenen Wellenlängen erzeugten, wobei die grünen Regionen das intensivste Licht emittierten. Interessanterweise traten diese Emissionen nur bei Federn auf, die mehrfach gefärbt wurden, was auf eine bessere Diffusion der Farbstoffe und Lösungsmittel in die Barbules hindeutet.

Obwohl die Forscher die genauen Mikrostrukturen, die für die Laseremission verantwortlich sind, nicht identifizieren konnten, vermuten sie, dass Protein-Granulate oder ähnliche kleine Strukturen als Laserkavität fungieren könnten. Diese Entdeckung könnte eines Tages zur Entwicklung biokompatibler Laser führen, die sicher im menschlichen Körper eingesetzt werden können.

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