חוקרים בתחום האופטיקה מאוניברסיטאת ייל, חוקרים את מקור הצבע של נוצות הציפורים - צבע בעל גוון קבוע שמקורו בננו מבנה יחודי ולא בפיגמנטים. למבנה זה אפליקציות בתחומים שונים וגם בפיתוח לייזרים יעילים יותר מבחינה אנרגטית.
מדענים מאוניברסיטת ייל חוקרים כיצד מקנים שני סוגי ננו-מבנים לכנפי הציפורים את צבעוניותם המרהיבה. מקורם של רבים מהצבעים בטבע בננו-מבנים, השוברים את קרני האור בתדרים ספציפיים. במקרים מסוימים, יוצרים מבנים אלו מופע של כעין נצנוץ, כאשר הצבע משתנה לפי זוית הראיה – כמו בפרפר המורפו. במקרים אחרים, הגוון קבוע ולא משתנה. במחקר זה מתוארת עבודה על פיתוח לייזר, המבוסס על הגוון הקבוע בטבע.
יותר ממאה שנים לומדים את אופן יצירת הצבע המבני הקבוע בטבע. בתחילה חשבו כי להיווצרות גוון קבוע אחראית תערובת חלבונים במבנה רנדומלי. לאחרונה, חשפה הסתכלות מיקרוסקופית בהגדלה, כי קיימת תבנית קבועה ולא רנדומלית – אך במקטעים קטנים. המדענים מצאו כי תבנית בעלת דפוס קבוע, בשטח מצומצם מאוד, יוצרת שבירה ספציפית של גלי האור בתדרים קבועים, האחראים על גוון שונה בנוצות הציפור.
אחד היישומים לעבודה זו הינו יצירת צבעים מבניים לאפליקציות שונות. צבעים אלו בעלי פוטנציאל להיות עמידים יותר וידידותיים יותר לסביבה, מאשר צבעים כימיקליים.
מקור הידיעה
מדענים מאוניברסיטת ייל חוקרים כיצד מקנים שני סוגי ננו-מבנים לכנפי הציפורים את צבעוניותם המרהיבה. מקורם של רבים מהצבעים בטבע בננו-מבנים, השוברים את קרני האור בתדרים ספציפיים. במקרים מסוימים, יוצרים מבנים אלו מופע של כעין נצנוץ, כאשר הצבע משתנה לפי זוית הראיה – כמו בפרפר המורפו. במקרים אחרים, הגוון קבוע ולא משתנה. במחקר זה מתוארת עבודה על פיתוח לייזר, המבוסס על הגוון הקבוע בטבע.
יותר ממאה שנים לומדים את אופן יצירת הצבע המבני הקבוע בטבע. בתחילה חשבו כי להיווצרות גוון קבוע אחראית תערובת חלבונים במבנה רנדומלי. לאחרונה, חשפה הסתכלות מיקרוסקופית בהגדלה, כי קיימת תבנית קבועה ולא רנדומלית – אך במקטעים קטנים. המדענים מצאו כי תבנית בעלת דפוס קבוע, בשטח מצומצם מאוד, יוצרת שבירה ספציפית של גלי האור בתדרים קבועים, האחראים על גוון שונה בנוצות הציפור.
בהשראת נוצות הציפור, יצרו פיזיקאים מאוניברסיטת ייל שני לייזרים, המבוססים על תבנית בעלת דפוס קבוע, בשטח קטן. מודל אחד מבוסס על נוצות עם חללי אויר (ננו-חללים) ספיראליים, ארוזים בחלבון בטא קרטין. הליזר במודל זה, בנוי מממברנה מוליכה למחצה, מלאה בחללי אויר הכולאים את קרני האור בתדר מסוים. נקודות בסדר גודל קוונטי בין החללים מגבירות את האור, ויוצרות אלומה קוהרנטית, שהיא למעשה הלייזר. בהמשך, בנו המדענים רשת של לייזרים המחוברים בננו-תעלות, גם הם בהתבסס על נוצות הציפור. רשת זו יוצרת החזרה ספציפית על ידי חסימת המעבר של אורכי גל מסויימים. בשני המקרים, יכולים המדענים לווסת את צבעי הליזר על ידי שינוי אורכן של הננו-תעלות או על ידי שינוי המרווח בין חללי האוויר.
ההבדל בין לייזר זה לבין הלייזר המוכר כיום, הוא שהלייזר בהשראת נוצות הוא בעל פוטנציאל להיות מורכב עצמאית, בדומה ליצירת בועות גז בנוזל. כלומר, הייצור שלו זול יותר ומהיר יותר.אחד היישומים לעבודה זו הינו יצירת צבעים מבניים לאפליקציות שונות. צבעים אלו בעלי פוטנציאל להיות עמידים יותר וידידותיים יותר לסביבה, מאשר צבעים כימיקליים.
מקור הידיעה
