Photonische Kristalle lassen Pfauenfedern schimmern

Pfauenfedern verdanken ihr prächtiges Muster nicht allein Farbstoffen, sondern einer speziellen optischen Struktur der Federenden. Die feinen Federstrahlen sind von einer Kristallstruktur umgeben, die die Lichtfarbe verändert, berichten chinesische Forscher in einer Online-Veröffentlichung der «Proceedings» der US-Akademie der Wissenschaften (DOI: 10.1073/pnas.2133313100). Die Wissenschaftler untersuchten die Federn unter einem Rasterelektronenmikroskop.

Federn haben einen Stamm, von dem die Federäste abzweigen, die wiederum die Federstrahlen tragen. Forschern war seit längerem bekannt, dass die Federstrahlen bei Pfauen nicht allein durch Pigmente gefärbt sind. Wie jedoch die so genannte strukturelle Kolorierung funktioniert, war bislang ungeklärt. Jian Zi und Kollegen von der Fudan Universität in Schanghai erklären die Farbentstehung nun mit zweidimensionalen photonischen Kristallen an den Federstrahlen.

Die Kristallstrukturen bestehen aus Stäbchen des Farbstoffs Melanin und dem Eiweiß Keratin, dem Hauptbestandteil von Haut und Haaren. Je nach Abstand der Melanin-Stäbchen ändert das Kristallgitter die Farbe des einfallenden Lichts und produziert so das Schillern. Das konnten die Forscher mit Hilfe von Computersimulationen belegen.