„Naśladując rozwiązania natury, ludzie mogą optymalizować i opracowywać lepsze materiały fotoniczne dla energii słonecznej, komunikacji, teledetekcji i innych technologii zależnych od światła” - piszą (DOI: 10.1126/science.adf2062) Kate Feller i Megan Porter z Ben Gurion University of the Negev, którzy współpracowali z naukowcami z University of Cambridge oraz Lanzhou University.

Wiele żyjących w oceanie organizmów pod wodą wydaje się przezroczystymi, co utrudnia ich zauważenie naturalnym wrogom. Jednak oczy nie mogą być przezroczyste, jeśli mają działać.

Dzięki pokrywającemu oczy odblaskowemu materiałowi mierzące poniżej milimetra larwy niektórych krewetek są w stanie w pełni wtopić się w tło, przyjmując kolor morskiej wody. Specjalny „reflektor” zakrywa ciemne pigmenty oczu i wytwarza charakterystyczny połysk, który odbija światło dopasowane do koloru otaczającej wody. W ten sposób larwy są mniej narażone na wykrycie przez drapieżniki. Z wiekiem odblaskowa warstwa zmienia położenie – trafia do tylnej części oka, by wspomóc jego działanie.

Dotychczas natura struktury fotonicznej tego odbłyśnika nie była znana. Aby lepiej ją zrozumieć, naukowcy wykorzystali mikroskopię optyczną oraz kriogeniczną skaningową mikroskopię elektronową do zbadania odbłyśnika u kilku larw skorupiaków, w tym Machrobrachium rosenbergi, modelowego gatunku krewetki słodkowodnej.

Jak się okazało, blask oczom krewetek nadają silnie odblaskowe komórki z substancji zmieniającej właściwości światła - szkła fotonicznego, składającego się z krystalicznych nanosfer izoksantopteryny, które znajdują się na wewnętrznej powierzchni oka.

Jak wskazują autorzy, odkryte w oczach larw krewetek szczególnie zwarte i przestrajalne szkło fotoniczne może być inspiracją do projektowania różnych materiałów. Wśród możliwych zastosowań jest zdaniem autorów także… błyszczący lakier do paznokci, w przypadku którego wystarczyłaby bardzo cienka warstwa,

„Wyróżniającą cechą opisanego tutaj odbłyśnika jest jego przestrajalność i zwartość” – piszą autorzy. Dalsze badania nad różnymi gatunkami larw skorupiaków wykazały, że kolor ich połysku jest modulowany – od ciemnoniebieskiego do żółtego – poprzez dostrajanie rozmiaru i uporządkowania nanosfer.

„Różnorodność rozwiązań optycznych odkrytych w zaledwie kilku niedawno zbadanych skorupiakach pelagicznych zwraca uwagę na niewykorzystany potencjał innowacji fotonicznych, które można jeszcze znaleźć u zwierząt żyjących w otwartym oceanie” – wskazują Feller i Porter, omawiając szerszy obszar badań. Jak wyjaśniają, ekscytujących odkryć fotonicznych dokonuje się dopiero teraz, ponieważ „ogrom królestwa pelagicznego i stosunkowo rzadkie występowanie w nim zwierząt utrudnia dostęp do tego siedliska i skuteczne pobieranie próbek”.(PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ agt/