科學家最近的研究顯示,孔雀的尾羽能夠發出狹窄的光束。來自佛羅里達理工大學和楊斯敦州立大學的研究團隊指出,這些彩色的尾羽包含微小的反射結構,能將光放大成激光束。研究者對孔雀尾羽的多個區域施加特殊染料後,發現這些羽毛能夠發出兩種不同頻率的激光光線,這一發現具有重要的生物學意義,並可能成為動物界中首次觀察到的生物激光腔體。
在研究中,研究團隊將這些羽毛染色並用外部光源激活,結果發現它們能夠發出狹窄的黃綠色激光光束。這項研究專注於印度孔雀(Pavo cristatus)的尾羽上注入染料的羽毛小枝(barbules)在532nm高強度光泵浦下的光發射特性。研究顯示,經過多次染色和乾燥的過程,羽毛的不同區域能夠發出高度一致的激光波長,這些波長在實驗中被反覆觀察到。
研究團隊強調,羽毛需要多次染色循環後,才會觀察到激光的發射。研究人員指出,染色的孔雀尾羽的眼點區域在可見反射頻帶之外的某些位置也能發出激光光線,這一發現進一步證實了孔雀尾羽的獨特光學特性。研究發現,與寬廣的發射曲線相比,來自綠色區域的激光強度達到了最大值,這為未來的光學研究提供了新的視角。
此外,雖然這項研究沒有確定負責激光發射的精確微結構,但研究者認為這些發現可能展示了複雜生物結構如何支持相干光的產生。研究人員在獲取孔雀羽毛後,剪去多餘的羽枝,並將羽毛安裝在吸收基材上,隨後用常見染料對羽毛進行染色。在一些情況下,羽毛經過了多次染色,然後用脈衝光進行泵浦並測量任何產生的發射。合著者Nathan Dawson指出,羽毛內的蛋白質顆粒或類似的小結構可能充當激光腔體。
這項研究的結果發表於《Scientific Reports》期刊,並引起了許多專家的關注。專家們表示,尋找生物材料中的激光光線可能有助於識別其內部的規則微結構。在醫學上,例如某些具有獨特幾何形狀的外來物體——例如病毒,或許可以根據其激光發射能力進行分類和識別。這些發現不僅拓展了生物光學的研究範疇,也可能為生物醫學領域帶來新的啟示。




