Tavus kuşu tüylerinin göz alıcı parlak renkleri yıllardır bilim insanlarını ve doğa meraklılarını büyülemektedir. Ancak yapılan yeni bir araştırma, bu estetik güzelliğin ardında şaşırtıcı bir potansiyel daha olduğunu ortaya koydu: Tavus kuşu tüyleri, belirli işlemlerden geçtikten sonra lazer ışını yayabiliyor. Bilimsel Raporlar (Scientific Reports) dergisinde yayımlanan bu çalışma, hayvanlar alemi içinde bir biyolazer oyuğuna (biolaser cavity) dair bilinen ilk örnek olarak kayıtlara geçti.
Tavus kuşlarının tüylerindeki ışıltılı renklerin, pigment moleküllerinden değil, tamamen tüylerin yapısal özelliklerinden kaynaklandığı daha önce de belirtilmişti. Örneğin, kelebek kanatlarındaki kitin (böceklerde yaygın bir polisakkarit) pullarının dizilimi, çatı kiremitlerini andıran bir yapı oluşturur. Bu yapı, adeta bir difraksiyon örgüsü (diffraction grating) görevi görerek ışığı farklı dalga boylarına ayırır ve gökkuşağının tüm renklerini oluşturur. Fotonik kristaller ise belirli renkleri üretirken, difraksiyon örgüsü bir prizma gibi tüm spektrumu ortaya çıkarır.
Tavus kuşu tüylerinde ise, barbüllerin (tüyleri oluşturan lifsi bileşenler) düzenli ve periyodik nano yapısı, bu ışıltılı renklerin kaynağıdır. Bu yapılar, keratin ile kaplanmış melanin çubuklarından oluşur ve farklı renkler, bu barbüller arasındaki mesafenin değişimiyle elde edilir.
Her iki örnek de fizikçilerin fotonik kristaller (photonic crystals) olarak adlandırdığı doğal olgulara örnektir. Fotonik bant boşluğu malzemeleri olarak da bilinen fotonik kristaller, ışıktaki belirli dalga boylarını engellerken diğerlerini geçirmelerine izin verecek şekilde hassas bir düzene sahiptir. Bu yapıların boyutu değiştirilerek, kristaller farklı dalga boylarına duyarlı hale getirilebilir. Doğadaki bu yapılar üzerine yapılan detaylı araştırmalar, bilim insanlarının parlak renklere sahip pencere camları, kendi kendini temizleyebilen otomobil ve bina yüzeyleri veya su geçirmez tekstiller gibi yeni malzemeler tasarlamasına yardımcı olabilir.
Daha önce boyanmış kemikler, mercan iskeletleri, böcek kanatları, papağan tüyleri ve insan dokusu gibi çeşitli örneklerde rastgele lazer emisyonları gözlemlenmişti. Bu son çalışmanın yazarları ise tavus kuşu tüyleriyle benzer lazer emisyonları üretip üretemeyeceklerini ve bu mekanizmayı belirlemeyi amaçladılar.
Deneylerde, süsleme ve el sanatları için yaygın olarak kullanılan tavus kuşu tüyleri kullanıldı. Araştırmacılar, deneylerde kullanılan tüylerin saf olduğundan ve boya gibi herhangi bir katkı maddesi içermediğinden emin oldular. Tüylerin fazla uzun olan kısımları kesildi ve emici bir alt tabakaya yerleştirildi. Ardından, yaygın kullanılan boyalar pipet yardımıyla doğrudan tüylere damlatılarak kurutuldu. Bazı durumlarda tüyler birden çok kez boyandı. Daha sonra numuneler ışık darbeleriyle uyarılarak oluşan emisyonlar ölçüldü.
Elde edilen sonuçlara göre, tüylerin göz deseni oluşturan tüm renk bölgelerinde iki farklı dalga boyunda lazer emisyonları gözlemlendi. Özellikle yeşil renkli bölgelerden en güçlü lazer ışınlarının yayıldığı tespit edildi. Ancak sadece bir kez boyanan tüylerde herhangi bir lazer emisyonu gözlenmezken, birden çok kez boyanıp tamamen kurutulan örneklerde bu durumun gerçekleştiği görüldü. Bu durumun, boyanın ve çözücünün barbüller içine daha iyi yayılması ve keratini çizen liflerin gevşemesi ile ilgili olabileceği düşünülüyor.
Yazarlar, lazer emisyonuna neden olan kesin mikro yapıyı belirleyemedi. Ancak, bunun keratini kaplı melanin çubuklarından kaynaklanmadığı anlaşılıyor. Florida Politeknik Üniversitesi'nden araştırmacılardan biri, tüylerin içindeki protein granüllerinin veya benzeri küçük yapılarının bir lazer oyuğu görevi görebileceğini öne sürdü. Ekip, gelecekte bu çalışmaların, insan vücuduna güvenle entegre edilebilecek, algılama, görüntüleme ve tedavi amaçlı kullanılabilecek biyouyumlu lazerlerin geliştirilmesine yol açabileceğini düşünüyor.
