Các nhà khoa học biến đổi lông công thành những tia laser sinh học siêu nhỏ
Nghiên cứu biến lông công thành laser sinh học siêu nhỏ mở ra hướng đi mới cho khoa học vật liệu.
Các nhà khoa học đang ngày càng hứng thú với màu sắc rực rỡ và cấu trúc phức tạp của lông chim như lông công Ấn Độ, thường được biết đến với những mảng màu mắt công lấp lánh. Trong nghiên cứu mới nhất, các nhà khoa học đã công bố những thuộc tính bất ngờ của lông công này: khả năng hoạt động như những bộ cộng hưởng laser siêu nhỏ sau khi được tẩm thuốc nhuộm fluorescent thông thường là rhodamine 6G.
Các nhà nghiên cứu từ nhiều đại học danh tiếng ở Mỹ cùng Nature đã tiến hành các thử nghiệm nhằm khám phá hành vi của những sợi vi lông trong lông công khi được làm ẩm và sấy khô nhiều lần với một dung dịch chứa rhodamine 6G. Sau đó, họ sử dụng laser xanh để kích thích lông công và ghi nhận ánh sáng phát ra bằng một hệ thống máy quang phổ đặc biệt.
Kết quả ban đầu cho thấy việc chỉ nhuộm một lần không đủ để tạo ra phát xạ laser, mà chỉ có thể quan sát được sau nhiều chu kỳ làm ẩm và sấy khô. Việc này cho thấy thuốc nhuộm cần phải thấm sâu vào vi cấu trúc của những sợi vi lông và có khả năng thay đổi cấu trúc siêu nhỏ bên trong để hiệu quả laser được hình thành rõ ràng.
Khi chiếu laser vào các phần khác nhau trên mảng mắt công, dù có màu xanh, vàng, nâu, các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy những đỉnh phát xạ laser sắc nét và ổn định, đặc biệt là ở bước sóng 574nm và 583nm. Những phát xạ này ổn định và xuất hiện ở tất cả các mẫu lông và vùng màu sắc được thử nghiệm, chứng tỏ hiệu ứng này có sự ổn định và có thể lặp lại.
Tổ chức nghiên cứu đã phân tích phổ phát xạ và phát hiện rằng hành vi laser quan sát được không phù hợp với kỳ vọng cho các laser ngẫu nhiên, vốn thường xuất phát từ môi trường tán xạ không đều và tạo ra các đường phát xạ biến đổi. Những đặc điểm này gợi ý các cấu trúc siêu vi có trật tự tồn tại trong mắt công và chính điều này đã tạo ra cơ chế phản hồi laser không giống với màu sắc lấp lánh tự nhiên của lông công.
Nathan Dawson thuộc Đại học Bách khoa Florida chia sẻ rằng những phát hiện này mở ra cơ hội nghiên cứu mới trong khoa học vật liệu và kỹ nghệ laser sinh học, giúp tạo ra các laser an toàn và tương thích sinh học sử dụng trong cảm biến, chụp ảnh y học và liệu pháp.
Nguồn: TechSpot, Nature, Ars Technica