پرهای پرندگان از طریق ساختاری مشابه فوم آبجو رنگ تولید می کنند

به گفته محققان دانشگاه ییل، برخی از درخشان‌ترین رنگ‌های طبیعت توسط نانوساختارهای کوچک با ساختاری شبیه به فوم آبجو یا اسفنج ایجاد می‌شوند.

بیشتر رنگ ها در طبیعت - از رنگ پوست ما گرفته تا سبزی درختان - توسط رنگدانه ها تولید می شوند. اما پرهای آبی روشنی که در بسیاری از پرندگان مانند Bluebirds و Blue Jays یافت می شوند، در عوض توسط نانوساختارها تولید می شوند. در زیر میکروسکوپ الکترونی، این ساختارها شبیه اسفنج هایی با حباب های هوا هستند.

اکنون یک تیم بین رشته ای از مهندسان، فیزیکدانان و زیست شناسان تکاملی Yale گامی در جهت کشف چگونگی شکل گیری این ساختارها برداشته اند.آنها نانوساختارها را با نمونه‌هایی از موادی که در حال جداسازی فازی هستند، مقایسه کردند، که در آن مخلوط‌هایی از مواد مختلف ناپایدار می‌شوند و از یکدیگر جدا می‌شوند، مانند حباب‌های دی اکسید کربن که هنگام بیرون ریختن قسمت بالایی یک نوشیدنی حباب‌دار ایجاد می‌شوند. آنها دریافتند که ساختارهای تولید کننده رنگ در پرها به نظر می رسد که به همان شیوه خود به خود جمع می شوند. حباب های آب در یک سوپ غنی از پروتئین در داخل سلول زنده تشکیل می شود و با رشد پر با هوا جایگزین می شود.

این تحقیق که به صورت آنلاین در مجله Soft Matter منتشر شده است، بینش جدیدی در مورد نحوه استفاده ارگانیسم ها از خودآرایی برای تولید رنگ ارائه می دهد و پیامدهای مهمی برای نقش رنگ در پر و بال پرندگان دارد، زیرا رنگ تولید شده به آن بستگی دارد. کاملاً بر اساس اندازه و شکل دقیق این نانوساختارها است.

ریچارد پرام، رئیس دپارتمان اکولوژی و زیست‌شناسی تکاملی و یکی از نویسندگان مقاله، می‌گوید: «بسیاری از زیست‌شناسان فکر می‌کنند که رنگ پر می‌تواند اطلاعاتی در مورد کیفیت رمزگذاری کند – اساساً، یک نر آبی‌تر جفت بهتری است.»با رشد حباب‌ها، چنین اطلاعاتی باید در پر رمزگذاری شوند. من فکر می‌کنم فرضیه ما مبنی بر اینکه جداسازی فاز درگیر است، فرصت کمتری برای رمزگذاری اطلاعات در مورد کیفیت نسبت به آنچه بیشتر زیست‌شناسان فکر می‌کردند، فراهم می‌کند. در عین حال، فکر کردن به روش‌های دیگری که پرندگان ممکن است از جداسازی فاز استفاده کنند، هیجان‌انگیز است.»

Eric Dufresne، نویسنده اصلی مقاله، همچنین به کاربردهای فناوری بالقوه این یافته علاقه مند است. ما دریافته‌ایم که طبیعت ساختارهای نوری پیچیده‌ای را در پرهای پرندگان به‌صورت ظریفی جمع‌آوری می‌کند. دوفرن، استادیار مهندسی مکانیک، مهندسی شیمی و فیزیک، گفت: ما اکنون از این رویکرد برای ساختن نسل جدیدی از مواد نوری در آزمایشگاه تقلید می‌کنیم.

Prum معتقد است که این رویکرد بین رشته ای بود که تیم به موفقیت آنها منجر شد - نتیجه ای که او قصد دارد "با یک کاربرد عملی دیگر از جداسازی فازها: شامپاین" جشن بگیرد.

دیگر نویسندگان مقاله عبارتند از Heeso Noh، Vinodkumar Saranathan، Simon Mochrie Hui Cao (همه از دانشگاه ییل).