يمكن لريش الطاووس أن يصدر أشعة الليزر

يحظى ريش الطاووس بإعجاب كبير لألوانه الزاهية المتلألئة، ولكن اتضح أنه قادر أيضًا على إصدار ضوء الليزر عند صبغه عدة مرات، وفقًا لدراسة نُشرت في مجلة “التقارير العلمية”. ووفقًا للمؤلفين، يُعد هذا أول مثال على تجويف ليزر حيوي في عالم الحيوان.

كما ذُكر سابقًا ، فإن الألوان القزحية الزاهية في أشياء مثل ريش الطاووس وأجنحة الفراشات لا تأتي من جزيئات صبغية، بل من تركيبها. على سبيل المثال، تُرتب قشور الكيتين (وهو عديد سكاريد شائع في الحشرات) في أجنحة الفراشات، مثل بلاط السقف. تُشكل هذه القشور شبكة حيود ، إلا أن البلورات الفوتونية تُنتج ألوانًا أو أطوالًا موجية محددة فقط من الضوء، بينما تُنتج شبكة الحيود الطيف بأكمله، تمامًا مثل المنشور.

في حالة ريش الطاووس، تُنتج الألوان قزحية الألوان البنية النانوية المنتظمة والمتقطعة للأُسيلات – وهي مكونات تشبه الألياف تتكون من قضبان ميلانين مُرتبة مُغلفة بالكيراتين. وتتوافق الألوان المختلفة مع اختلاف المسافات بين الأُسيلات.

كلاهما مثالان طبيعيان لما يُطلق عليه الفيزيائيون البلورات الفوتونية . تُعرف البلورات الفوتونية أيضًا بمواد فجوة النطاق الفوتونية، وهي “قابلة للضبط”، أي أنها مُرتبة بدقة بحيث تحجب أطوالًا موجية معينة من الضوء وتسمح بمرور أطوال موجية أخرى. غيّر هيكلها بتغيير حجم البلاطات، وستصبح البلورات حساسة لطول موجي مختلف. (في الواقع، تستطيع سوسة قوس قزح التحكم في حجم حراشفها وكمية الكيتين المستخدمة لضبط تلك الألوان بدقة حسب الحاجة).

والأفضل من ذلك (من منظور تطبيقي)، أن إدراك اللون لا يعتمد على زاوية الرؤية. والمقاييس ليست جمالية فحسب، بل تساعد على حماية الحشرة من العوامل الجوية. هناك أنواع عديدة من البلورات الفوتونية الاصطناعية ، لكن فهم كيفية نمو هذه الهياكل في الطبيعة بشكل أفضل وأكثر تفصيلاً قد يساعد العلماء على تصميم مواد جديدة ذات خصائص مماثلة، مثل النوافذ قزحية اللون، والأسطح ذاتية التنظيف للسيارات والمباني، أو حتى المنسوجات المقاومة للماء. يمكن أن تتضمن العملات الورقية أنماطًا قزحية اللون مشفرة لإحباط عمليات التزوير.

وُجدت أمثلة سابقة على انبعاثات ليزر عشوائية في كل شيء، بدءًا من عظام الأبقار المصبوغة وهياكل المرجان الأزرق ، وصولًا إلى أجنحة الحشرات ، وريش الببغاء ، والأنسجة البشرية ، بالإضافة إلى ريش سمك السلمون القزحي . وقد اهتم مؤلفو هذه الدراسة الحديثة بمعرفة ما إذا كان بإمكانهم إنتاج انبعاثات ليزر مماثلة باستخدام ريش الطاووس، آملين تحديد الآلية الدقيقة لذلك.

لم يكن الحصول على ريش الطاووس صعبًا، نظرًا لشعبيته الواسعة في الأغراض الزخرفية والفنية والحرفية، إلا أن الباحثين حرصوا على خلو الريش المستخدم في تجاربهم من الشوائب (مثل الأصباغ). قاموا بإزالة أي أطوال زائدة من الأشواك، وركّبوا الريش على ركيزة ماصة. ثم غمروا الريش بأصباغ شائعة عن طريق سكب محلول الصبغة عليه مباشرةً وتركه يجف. صُبغ الريش عدة مرات في بعض الحالات. ثم ضخّوا العينات بنبضات ضوئية وقاسوا أي انبعاثات ناتجة.

لاحظ الفريق انبعاثات ليزر بطولين موجيين مختلفين لجميع مناطق لون بقع عيون الريش، حيث أصدرت المناطق الخضراء ضوء الليزر الأكثر كثافة. ومع ذلك، لم يلاحظوا أي انبعاث ليزر من الريش المصبوغ مرة واحدة فقط، وإنما فقط في عينات الريش التي خضعت لدورات ترطيب وتجفيف كاملة متعددة. ويعزى ذلك على الأرجح إلى الانتشار الأفضل لكل من الصبغة والمذيب في الشعيرات، بالإضافة إلى احتمال ارتخاء الألياف في غمد الكيراتين.

لم يتمكن الباحثون من تحديد التراكيب الدقيقة المسؤولة عن إطلاق الليزر؛ ولا يبدو أن السبب يعود إلى قضبان الميلاتونين المغطاة بالكيراتين. اقترح الباحث المشارك ناثان داوسون من جامعة فلوريدا بوليتكنيك لمجلة ساينس أن حبيبات البروتين أو التراكيب الصغيرة المماثلة داخل الريش قد تعمل كتجاويف ليزر. ويعتقد هو وزميله أن عملهما قد يؤدي يومًا ما إلى تطوير ليزرات متوافقة حيويًا يمكن دمجها بأمان في جسم الإنسان لأغراض الاستشعار والتصوير والعلاج.

اقرأ ايضاً: أكاديمية ضوء القرآن تعلم التجويد وحفظ القرآن للنساء عبر الإنترنت