В биолюминесцентных органах глубоководных рыб обнаружены рассеивающие свет нанокристаллы

Японские физики выявили в фотофорах (светоизлучающих органах) глубоководных лучеперых рыб нанокристаллы, способствующие рассеиванию и направленному излучению биолюминесцентного света.

Результаты исследования опубликованы пресс-службой Американского физического института (AIP).

Обнаруженные структуры могут представлять интерес для создания искусственных аналогов, используемых в фотонных устройствах.

Профессор Хиросимского университета Масакадзу Ивасака пояснил, что предыдущие наблюдения указывали на возможное наличие слоёв кристаллов гуанина на поверхности фотофор. В настоящей работе установлено, что отражающая способность этих кристаллов зависит от угла падения света, что позволяет управлять направлением излучения.

Ивасака и его коллеги изучают строение и функционирование фотофор на протяжении нескольких десятилетий. Эти органы используются глубоководными рыбами для привлечения добычи, отпугивания хищников, маскировки и внутривидовой коммуникации.

Ранее исследователи обнаружили у вида Sigmops gracilis (семейство гоностомовых) кристаллические структуры из гуанина — компонента нуклеиновых кислот. Иглообразная форма и локализация этих кристаллов вблизи фотофор побудили физиков к анализу их оптических свойств.

Как отметил Ивасака, гуаниновые кристаллы в чешуе золотых рыбок функционируют как неравномерно отражающие зеркала. В отличие от них, вытянутые кристаллы у глубоководных рыб ведут себя подобно призмам: они перенаправляют свет, а не только отражают его. По структуре и свойствам такие кристаллы приближаются к фотонным кристаллам.

Согласно выводам исследователей, подобный механизм взаимодействия со светом позволяет повысить эффективность работы фотофор и обеспечить направленность излучения. Физики полагают, что аналогичный принцип может быть применён для улучшения характеристик нанофотонных устройств, включая имплантируемые биомедицинские чипы, сообщает ТАСС.