Gündem

Cennet kuşları karanlık bir sırrı ortaya koyuyor

0

Papua Yeni Gine'de meyve veren Dysoxylum ağacında beslenen Paradise Riflebird (Ptiloris cennetus) erkek

Bir cennet tüfek kuşu (Ptiloris cenneti) süper siyah tüyleri olan Papua Yeni Gine’de erkek.Kredi: Sayfa Ekibi/naturepl.com

Cody McCoy, Connecticut’taki Yale Üniversitesi’nde bir lisans öğrencisiydi ve çift Peabody Doğa Tarihi Müzesi’ne gidip cennet kuşu örneklerine baktığında, ornitoloji sınıfındaki öğretim görevlisi Rick Prum ile potansiyel projeleri tartışıyordu. Bu kuşların bazılarının erkekleri, yoğun renkli parlak tüylere karşı son derece koyu kadifemsi tüylere sahiptir. McCoy, “Çok siyah görünüyorlardı, bir gölgeye bakıyormuş gibi hissettiniz” diyor.

McCoy’un kafası karışmıştı. Harvard Doktora araştırması, 2018’de yayınlanan bu ‘süper siyah’ tüylerin karanlığı üzerine Doğa İletişimi kağıt, cennet kuşu süper siyah tüylerini bilinen en siyah malzemeler arasına yerleştiren mekanizmayı ortaya çıkardı: onlar ışığı, tüylerin merkez şaftından ana dikenleri ayıran minik ‘barbüllerin’ benzersiz bir mikro yapısı aracılığıyla emer (DE McCoy). et al. Ortak Doğa. 9, 1; 2018).

Kağıt biyoloji, fotonik ve malzeme bilimi arasındaki arayüzde nişini buldu. Bilim adamları, süper siyah malzemelerin potansiyel kullanımlarının çeşitliliği nedeniyle siyah renklendirme ile ilgileniyorlar. Uzayda, hatalı ışığın açıklığa girmesini engelleyerek teleskoplar aracılığıyla daha net görüş sağlamak için süper siyah kaplamalar kullanılabilir. Güneş panellerinin gücü daha verimli bir şekilde yoğunlaştırması için süper siyah malzemeler de kullanılabilir.

McCoy, Prum ve Yale’den evrim biyologları Todd Harvey ve Washington DC’deki Smithsonian Ulusal Doğa Tarihi Müzesi’nden Teresa Feo’nun da aralarında bulunduğu ekip, ışık miktarını izleyen spektral yansıma spektroskopisini kullanarak beş cennet kuşu örneğinin tüy karanlığını ölçtü. farklı dalga boylarında yansıtılır.

Daha sonra, daha derine inmek için taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullandılar. Numuneyi hazırlamak için en koyu olanlar da dahil olmak üzere tüyler ince bir altın tabakasıyla kaplandı. McCoy, “Onları altınla kapladığımızda hala siyah görünüyorlardı, bu da bunun sadece pigmentli bir renk olmadığının güçlü ve doğrudan kanıtı” diyor.

Soldaki resim bir Melampitta lugubris'in tüyünü göstermektedir.  Sağdaki resim Ptiloris cennetus'un tüyünü göstermektedir.

Altın püskürtme kaplı normal siyah tüy (solda) ve aynı işleme sahip süper siyah tüy.Kredi bilgileri: DE McCoy et al. Ortak Doğa. 9, 1 (2018)

SEM görüntüleri, renkli ve süper siyah cennet kuşu tüyleri arasındaki keskin farklılıkları ortaya çıkardı. Süper siyah tüyler, düz, pürüzsüz tüylerden ziyade, kıvrılmış meşe yaprakları gibi küçük, derin kavisli dikenli tüylere sahipti. Bu yapılar ışığı hapsederek tüylerin son derece koyu ve mat görünmesini sağlar. Araştırmacılar, tüylerin onlara çarpan tüm ışığın %99,95’ini emdiğini ve sentetik süper siyah malzemelerin karanlığına yaklaştığını hesapladılar. Örneğin, dikey olarak hizalanmış nanotüp dizilerinden oluşan bir küme kullanılarak geliştirilen bir malzeme olan Vantablack, görünür ışığın %99.965’ini emer.

Barbul yapıların dikkat çekici özelliği ise insan saçı gibi nanometre ölçeğinden ziyade mikrometre ölçeğinde olmalarıdır. McCoy, “Bu, dağınık ışığı çok verimli bir şekilde odaklamak ve onu tekrar tekrar absorbe etmek için nano ölçekli yapılar yerine mikro kullanabileceğinizi gösteriyor” diyor. Buna karşılık, kelebeklerin ve diğer böceklerin kanatları, siyah görünmelerini sağlayan nano ölçekli yapısal özelliklere dayanır.

Cennet kuşlarının süper siyah tüylerindeki kavisli, 3 boyutlu çıkıntılı, ayrıntılı tüyler, tipik tüylerden ve tüylerden tamamen farklıdır. Ekstra mat kaliteleri, bir eşi çekmeye yardımcı olur. Işığın çoğunu emen ve parlaklığı olmayan tüyler, göze renkli tüylerin olduğundan daha parlak olduğunu düşündürür.

McCoy, makalesinin evrimsel biyologların yanı sıra malzeme bilimcileriyle de ilgilendiğini tahmin ediyor, çünkü mikro ölçekte özellikler üretmek, ışığın etkilerini manipüle etmeye çalışan bilim adamlarının genellikle odaklandığı nano ölçekten daha ucuz ve daha kolay.

Profesör

Yapıcılar ve çalkalayıcılar

Previous article

Nanoteknoloji, bağışıklık anahtarını nasıl hareket ettirebilir?

Next article

You may also like

Comments

Comments are closed.

More in Gündem