Оптические технологии будущего в глазах креветок-богомолов

Поразительные глаза морских ракообразных могут помочь в разработке следующего поколения оптических носителей, как свидетельствует проведённое Бристольским университетом (University of Bristol) исследование. Уникальные особенности присущи креветкам-богомолам (также называемым раками-богомолами), найденным в районе Большого барьерного рифа около Австралии. Эти животные имеют наиболее сложную зрительную систему из всех известных науке. Принадлежащие к отряду ротоногих морские обитатели могут видеть в 12 основных цветах (человек – только в трёх) и различать формы поляризованного света.

Светочувствительные клетки в глазах раков-богомолов действуют как пластины в четверть волны, которые способны изменять плоскость колебаний света при прохождении электромагнитных волн через них. Это позволяет данному виду ракообразных конвертировать линейно поляризованный свет в излучение с круговой поляризацией, и наоборот. Искусственные пластины осуществляют эту важнейшую функцию в CD- и DVD-плеерах, а также в фильтрах с круговой поляризацией для камер. Однако современные устройства электронной промышленности работают только с одним цветом, тогда как природный механизм взаимодействует со всем видимым спектром – от ультрафиолетового излучения до инфракрасного. Автор опубликованной в издании Nature Photonics статьи доктор Николас Робертс (Nicholas Roberts) объясняет роль открытия: "Наша работа впервые раскрывает уникальную структуру и механизм пластин в четверть длины волны внутри глаз креветок-богомолов. Это действительно необыкновенно и превосходит всё, что человечество способно создать".

По какой именно причине морским существам понадобилась чувствительность к свету с круговой поляризацией, неясно. Но в животном мире поляризованное зрение используется в брачных играх и для коммуникаций без привлечения внимания особей других видов, особенно хищников. Оно также помогает в охоте за добычей, поскольку увеличивает ясность зрения под водой. Если природный механизм обусловлен эволюционными изменениями, его легко будет выделить, поскольку существующие свойства клеток глаз должны были претерпеть незначительные перемены. Состоящие из свёрнутых в трубки клеточных мембран структуры просты, но полностью превосходят искусственные разработки.

В будущем жидкие кристаллы, которые химически модифицированы с целью воспроизведения свойств глазных клеток креветок-богомолов, помогут создать более совершенные оптические устройства. Почерпнутые из природы идеи используются не впервые. Так, структура органов зрения омаров поспособствовала улучшению конструкции детекторов рентгеновского излучения в астрономических телескопах.