Lichtstrukturen: Pfauenfedern können Laserstrahlen aussenden

Die schillernden Farben von Pfauenfedern faszinieren seit jeher - doch nun zeigt sich, dass in ihnen noch weit mehr als Schönheit steckt: Sie können unter bestimmten Bedingungen auch Laser-Licht aussenden.

Bunt durch Nanostruktur

Dies hat ein internationales Forschungsteam hat herausgefunden, seine Ergebnisse wurden im Fachjournal Scientific Reports veröffentlicht. Damit handelt es sich um das erste dokumentierte Beispiel eines sogenannten Biolaser-Systems bei Tieren.

Bekannt ist, dass die intensiven Farben von Pfauenfedern und Schmetterlingsflügeln nicht auf Farbstoffe zurückgehen, sondern auf mikroskopisch feine Strukturen. Diese sogenannten photonischen Kristalle lenken Licht auf besondere Weise. In Pfauenfedern sind es regelmäßig angeordnete Melanin-Stäbchen, umhüllt von Keratin, die in den feinen Federästen - den Barbulae - eingebettet sind.


Je nach Abstand dieser Nanostrukturen werden unterschiedliche Farben reflektiert. Ähnlich wie bei einem optischen Gitter wird so selektiv Licht bestimmter Wellenlängen verstärkt - ein Prinzip, das Wissenschaftler nun auch für Lasereffekte nutzbar machten.

In der aktuellen Studie färbte das Forschungsteam Pfauenfedern mehrfach mit handelsüblichen Farbstofflösungen ein. Dabei achteten sie darauf, nur saubere, unbehandelte Federn zu verwenden. Die Farbstoffe wurden auf die Federn geträufelt, getrocknet und anschließend mit kurzen Lichtpulsen angeregt. Nur bei mehrfach gefärbten Proben konnte das Team schließlich eine klare Laseremission nachweisen - und das in zwei spezifischen Wellenlängenbereichen aller Farbzonen des sogenannten Augenflecks. Besonders intensiv war das Laserlicht in den grünen Bereichen.

Details noch unklar

Warum genau dieser Effekt auftritt, ist noch nicht vollständig geklärt. Die typischen Melaninstrukturen allein scheinen nicht verantwortlich zu sein. Stattdessen vermuten die Wissenschaftler, dass winzige Eiweißgranulate innerhalb der Federstrukturen als Laserkavität dienen könnten.

Langfristig könnten diese Erkenntnisse neue Wege in der Materialforschung und Medizintechnik eröffnen. So ließen sich biokompatible Laser entwickeln, die direkt im Körper eingesetzt werden - etwa zur Diagnostik, Bildgebung oder Therapie. Auch Anwendungen in der Textil- und Sicherheitsindustrie sind denkbar, etwa zur Fälschungssicherung durch irisierende Strukturen.


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