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Le piume dei pavoni sono famose per i loro brillanti colori iridescenti, ma a quanto pare possono anche emettere laser se sottoposte a più cicli di tintura. A rivelarlo è uno studio pubblicato sulla rivista Scientific Reports: secondo gli autori, si tratta del primo esempio di laser bioloigici nel regno animale.
Come già riportato in precedenza, i colori iridescenti di elementi come le piume di pavone o le ali delle farfalle non sono dovuti a pigmenti, quanto alla loro struttura. Le scaglie di chitina (un polisaccaride comune negli insetti) nelle ali delle farfalle, per esempio, sono disposte come le tegole di un tetto e, in sostanza, formano un reticolo di diffrazione. Con una differenza, però: i cristalli fotonici producono soltanto determinati colori, o lunghezze d’onda di luce, mentre un reticolo di diffrazione genera l’intero spettro, proprio come un prisma.
Nel caso delle piume di pavone, sono le nanostrutture regolari e periodiche delle barbule – strutture fibrose composte da bastoncini di melanina e rivestiti di cheratina – a produrre i colori iridescenti. Ogni sfumatura dipende da una diversa spaziatura delle barbule.
In entrambi i casi si tratta esempi naturali di ciò che i fisici chiamano cristalli fotonici. Noti anche come materiali a banda proibita fotonica, i cristalli fotonici sono “sintonizzabili”: sono disposti in modo così preciso da bloccare determinate lunghezze d’onda della luce, lasciandone passare altre. Modificando la struttura – per esempio cambiando la dimensione delle “piastrelle” – i cristalli diventano sensibili a una diversa lunghezza d’onda. (Per esempio, il coleottero arcobaleno è in grado di controllare sia la dimensione delle sue scaglie sia la quantità di chitina utilizzata, per regolare con precisione quei colori secondo necessità.)
Cristalli fotonici e applicazioni sorprendenti
Ancora meglio (dal punto di vista delle applicazioni): la percezione del colore non dipende dall’angolo di visione. E le scaglie non hanno solo una funzione estetica, ma contribuiscono a proteggere l’insetto dalle intemperie. Esistono diversi tipi di cristalli fotonici artificiali, ma capire meglio come queste strutture si sviluppano in natura potrebbe aiutare gli scienziati a progettare nuovi materiali con caratteristiche simili: finestre iridescenti, superfici autopulenti per auto ed edifici, o persino tessuti impermeabili. Le banconote potrebbero persino incorporare motivi iridescenti cifrati per contrastare i falsari.
Esistono già esempi di emissioni laser casuali in vari contesti: da ossa bovine tinte e scheletri di corallo blu fino alle ali degli insetti, alle piume di pappagallo, ai tessuti umani e persino agli iridofori del salmone. Gli autori di questo nuovo studio volevano verificare se fosse possibile ottenere emissioni simili usando le piume dei pavoni e, magari, identificare il meccanismo specifico.
