Физики нашли в светящихся органах глубоководных рыб природные нанокристаллы
Японские физики выяснили, что «светильники» глубоководных рыб содержат иглообразные нанокристаллы гуанина. Эти структуры помогают рыбам направлять биолюминесцентный свет и могут подсказать новые решения для фотонных устройств.
Источник: Новости науки.
МОСКВА, 27 мая. /Новости науки/. Глубоководные рыбы управляют светом своих фотофор с помощью нанокристаллов гуанина, которые работают не как простые зеркала, а скорее как природные призмы. Об этом сообщила пресс-служба Американского физического института со ссылкой на исследование физиков из Хиросимского университета.
Фотофоры — это светящиеся органы рыб. Они дают биолюминесцентное свечение за счет химических реакций. Обитатели больших глубин используют этот свет, чтобы приманивать добычу, отпугивать хищников, маскироваться и привлекать партнеров.
Профессор Хиросимского университета Масакадзу Ивасака изучил фотофоры глубоководной рыбы Sigmops gracilis. Этот вид относится к гоностомовым лучеперым рыбам. Несколько лет назад ученые заметили, что рядом с фотофорами у этих рыб есть необычные кристаллические структуры. Они состоят из гуанина — одного из веществ, из которых строится ДНК.
«Мои предыдущие эксперименты и наблюдения коллег уже указывали на то, что на поверхности фотофор глубоководных рыб могут формироваться прослойки из кристаллов гуанина. Сейчас мне удалось показать, что отражающая способность этих кристаллов сильно зависит от того, под каким углом на них падает свет», — сказал Ивасака.
По словам ученого, такая зависимость от угла означает, что кристаллы не просто отражают свет. Они помогают управлять его движением и направляют излучение в нужную сторону.
Ранее Ивасака показал, что похожие кристаллы гуанина в чешуе золотых рыбок работают как зеркала. Но у глубоководных рыб структура оказалась другой. Их кристаллы сильно вытянуты и похожи на тонкие иглы. Из-за этого они ведут себя как призмы и перенаправляют свет.
«В случае с этими глубоководными рыбами их сильно вытянутые гуаниновые кристаллы ведут себя как призмы — они перенаправляют свет, а не просто отражают его. При этом по структуре и свойствам они оказались похожими на фотонные кристаллы», — отметил Ивасака.
Фотонными кристаллами называют структуры, которые особым образом взаимодействуют со светом. Они могут усиливать, задерживать, отражать или направлять световые волны. В технике такие свойства используют в оптике, датчиках, чипах и других фотонных устройствах.
Ученые считают, что природный механизм глубоководных рыб можно использовать как модель для новых материалов. Искусственные аналоги таких кристаллов могут повысить эффективность нанофотонных устройств, в том числе биомедицинских чипов, которые работают внутри организма.
Фотофоры — это светящиеся органы рыб. Они дают биолюминесцентное свечение за счет химических реакций. Обитатели больших глубин используют этот свет, чтобы приманивать добычу, отпугивать хищников, маскироваться и привлекать партнеров.
Профессор Хиросимского университета Масакадзу Ивасака изучил фотофоры глубоководной рыбы Sigmops gracilis. Этот вид относится к гоностомовым лучеперым рыбам. Несколько лет назад ученые заметили, что рядом с фотофорами у этих рыб есть необычные кристаллические структуры. Они состоят из гуанина — одного из веществ, из которых строится ДНК.
«Мои предыдущие эксперименты и наблюдения коллег уже указывали на то, что на поверхности фотофор глубоководных рыб могут формироваться прослойки из кристаллов гуанина. Сейчас мне удалось показать, что отражающая способность этих кристаллов сильно зависит от того, под каким углом на них падает свет», — сказал Ивасака.
По словам ученого, такая зависимость от угла означает, что кристаллы не просто отражают свет. Они помогают управлять его движением и направляют излучение в нужную сторону.
Ранее Ивасака показал, что похожие кристаллы гуанина в чешуе золотых рыбок работают как зеркала. Но у глубоководных рыб структура оказалась другой. Их кристаллы сильно вытянуты и похожи на тонкие иглы. Из-за этого они ведут себя как призмы и перенаправляют свет.
«В случае с этими глубоководными рыбами их сильно вытянутые гуаниновые кристаллы ведут себя как призмы — они перенаправляют свет, а не просто отражают его. При этом по структуре и свойствам они оказались похожими на фотонные кристаллы», — отметил Ивасака.
Фотонными кристаллами называют структуры, которые особым образом взаимодействуют со светом. Они могут усиливать, задерживать, отражать или направлять световые волны. В технике такие свойства используют в оптике, датчиках, чипах и других фотонных устройствах.
Ученые считают, что природный механизм глубоководных рыб можно использовать как модель для новых материалов. Искусственные аналоги таких кристаллов могут повысить эффективность нанофотонных устройств, в том числе биомедицинских чипов, которые работают внутри организма.
