La coda del pavone maschio (Pavo cristatus), celebre per i suoi spettacolari occhi colorati, nasconde un segreto inaspettato. Può diventare un laser. Un team di fisici statunitensi, in uno studio pubblicato su Scientific Reports, ha dimostrato che le barbule delle penne della coda, se infuse con un colorante fluorescente (rhodamina 6G), emettono luce laser quando eccitate con un raggio ad alta intensità.

Il piumaggio del pavone deve i suoi colori brillanti a complesse microstrutture di cheratina e melanina che creano fenomeni di iridescenza. Queste strutture, chiamate cristalli fotonici naturali, riflettono selettivamente determinate lunghezze d’onda della luce. I ricercatori hanno ipotizzato che, opportunamente trattate, possano anche fornire un meccanismo di “feedback ottico” capace di sostenere l’emissione laser.

Nel laboratorio, le penne sono state sottoposte a cicli di immersione e asciugatura in una soluzione di rhodamina 6G disciolta in una miscela di etanolo e acqua. Questo processo permette al colorante di penetrare nelle barbule, creando una regione attiva capace di amplificare la luce. Un laser a stato solido pompato a 532 nm è stato poi utilizzato per eccitare il campione.

Il risultato? L’emissione di luce laser a lunghezze d’onda specifiche (574 e 583 nm), osservata in modo coerente in diverse zone degli “occhi” della penna, indipendentemente dal colore locale (blu, verde, giallo o marrone). A differenza di altri esempi di biolasing in materiali naturali – spesso basati su fenomeni di laser casuale (random laser) dovuti a scattering multiplo – le emissioni osservate nel pavone sono state estremamente stabili e riproducibili. Questo suggerisce la presenza di microstrutture regolari, probabilmente di scala mesoscopica, in grado di agire come microcavità ottiche.

Questo tipo di ricerca rientra nell’ambito della biophotonics, un settore in rapida crescita che studia come i materiali biologici interagiscono con la luce. Capire i meccanismi che consentono alle strutture naturali di sostenere emissioni laser apre possibilità interessanti, dalla realizzazione di sensori ottici bioispirati fino a nuove tecniche di diagnostica non invasiva.

Come osservano gli autori, le “impronte spettrali” rilevate nelle penne del pavone mostrano che la natura ha già progettato, attraverso milioni di anni di evoluzione, strutture fotoniche sofisticate che possono ispirare nuove tecnologie ottiche.