✖


Jump to content

Биофотоника

    Add links
    Рифовая каракатица (головоногие моллюски) использует динамический камуфляж, чтобы слиться с окружающей средой.

    Биологическая фотоника или биоинспирированные оптические материалы — это применение биомимикрии (использование природных моделей, систем и элементов для человеческих инноваций). [1] ) в область фотоники (наука и применение генерации, обнаружения и манипулирования светом). [2] ). Это немного отличается от биофотоники , которая изучает свет и манипулирует им с целью наблюдения за его взаимодействием с биологией . [3] Одной из областей, из которой можно черпать вдохновение, является структурный цвет , который позволяет цвету проявляться в результате детальной структуры материала. [4] Другое вдохновение можно почерпнуть как из статического, так и из динамического камуфляжа у таких животных, как хамелеон. [5] или некоторые головоногие моллюски . [6] Ученые также пытались воссоздать способность поглощать свет, используя молекулы различных растений и микроорганизмов . [7] Использование этих сильно развитых конструкций позволяет инженерам улучшать и оптимизировать существующие фотонные технологии, а также решать существующие проблемы в этой области.

    История

    [ редактировать ]
    Микроскоп, который использовал Роберт Гук для наблюдений, сделанных им в тексте «Микрография». Он выставлен в Национальном музее здравоохранения и медицины (Вашингтон, округ Колумбия).

    Одно из самых ранних столкновений с биологической фотоникой произошло еще в VI веке до нашей эры (до нашей эры). У греческого философа Анаксимандра , широко известного как первый учёный, был ученик по имени Анаксимен , который впервые задокументировал упоминание о биолюминесценции . [8] [9] Он описал, как увидел свечение в воде, ударив по ней веслом. [10] Точно так же Аристотель испытал те же явления, которые он задокументировал в таких работах, как «Метеорология». [11] и о цветах [12] Он упоминает, что видел «предметы, которые не являются ни огнем, ни формами огня, кажется, по своей природе излучают свет. [12] "

    Хотя это произошло так рано, до сих пор не было объяснения, почему это произошло. Так продолжалось до появления первых микроскопов , использованных Робертом Гуком в середине 1600-х годов. [13] это позволило людям наблюдать за природой более детально. Гук сам опубликовал увиденное в тексте «Микрография» в 1665 году. [14] Здесь он описывает различные биологические структуры, такие как перья разноцветных птиц , крылья и глаза мух , а также перламутровые чешуйки чешуйниц . Эта способность смотреть на микроструктуры природы дала ученым информацию о механизмах взаимодействия между биологией и светом. «Теория несовершенства», опубликованная российским биофизиком Журалевым и американским биохимиком Селигером, является первой рабочей гипотезой о сверхслабом излучении фотонов биологическими системами. [15] Дальнейшие разработки в микроскопии, такие как сканирующая электронная микроскопия (СЭМ), [16] только усилит это и позволит ученым имитировать наблюдаемые структуры.

    Кроме того, концепцию биомимикрии подстегнули многие учёные, в том числе Леонардо да Винчи . Он потратил много времени на изучение анатомии птиц и их летных способностей. Как показывают различные оставленные им эскизы и записи, он даже пытался создать «летающую машину». [17] Несмотря на неудачу, это был один из самых ранних примеров биомимикрии.

    Биолюминесценция динофлагеллят (разновидность морского планктона) в морской воде при волнении
    Рисунок Леонардо да Винчи для теоретической «летающей машины», имитирующей полет птиц.

    Молекулярная биомиметика

    [ редактировать ]

    Молекулярная биомиметика включает разработку оптических материалов на основе определенных молекул и/или макромолекул, вызывающих окраску. [18] Молекулярно-импринтированные полимеры (MIP) специально предназначены для обнаружения макромолекул. [19] Они также могут формировать из них особые структуры, меняющие цвет. [20] материалы на основе пигментов , направленные на специфическое молекулярное поглощение света Были разработаны , как, например, пленки на основе меланина , полученные полимеризацией меланина, предшественников таких как дофамин и 5,6-дигидроксииндол, для обеспечения насыщенности цвета . [21] [22] [23] Полидофамин — синтетический полимер, цвет которого аналогичен меланину. [24] Он также может усиливать яркость и стабильность структурных цветов. [20] Материалы, основанные на многослойной укладке молекулярных кристаллов гуанина, обнаруженных в живых организмах (например, рыбах [25] и хамелеоны [26] ) были предложены в качестве потенциальных отражающих покрытий и солнечных отражателей . Оптические материалы на основе белков , например, самособирающиеся белки- рефлектины , обнаруженные у головоногих моллюсков. [27] [28] и шелк , [29] вызвали интерес к искусственным материалам для камуфляжных систем, [30] электронная бумага (электронная бумага) [31] и биомедицинские приложения. [32] Небелковые биологические макромолекулы, такие как ДНК, также использовались для биооптики. [33] Самый распространенный биополимер на Земле, целлюлоза , также использовался в качестве основного компонента биооптики. [34] [18] Модификация древесины или других источников целлюлозы может уменьшить рассеяние и поглощение света, что приведет к созданию оптически интересных материалов, таких как прозрачное дерево и бумага. [35] [36] Давление и полярность растворителя влияют на цвет изготовленной целлюлозной мембраны до такой степени, что его можно обнаружить невооруженным глазом. Целлюлозу также можно использовать в виде нанофибрилл или нанокристаллов после обработки. Одна из таких обработок включает применение нитрующего агента для образования нитроцеллюлозы . [20] Нанокристаллы целлюлозы могут поляризовать свет. [37]

    Биоинспирированные периодические/апериодические структуры

    [ редактировать ]
    Основная статья: структурная окраска

    Структурный цвет — это тип окраски, возникающий в результате взаимодействия света с наноразмерными структурами. [38] Это взаимодействие возможно, потому что эти фотонные структуры имеют тот же размер, что и длина волны света. Благодаря механизму конструктивной и деструктивной интерференции одни цвета усиливаются, а другие уменьшаются.

    Фотонные структуры широко распространены в природе и существуют у самых разных организмов. Разные организмы используют разные структуры, каждая из которых имеет разную морфологию, предназначенную для достижения желаемого эффекта. Примером этого являются фотонные кристаллы, лежащие в основе ярких цветов павлина . перьев [39] или древовидные структуры, отвечающие за ярко-синий цвет у некоторых бабочек Morpho . [40]

    Примером биоинспирированной фотоники с использованием структур является так называемый глаз мотылька . Глаза мотыльков имеют структуру упорядоченных цилиндров, которые не производят цвет, а вместо этого уменьшают отражательную способность. [41] Эта концепция привела к созданию просветляющих покрытий. [42]

    Сочетание химической структуры и того, как она взаимодействует с видимым светом, создает цвет в природе организмов. [4] Создание специфической биологической фотоники требует идентификации химических компонентов структуры, оптического отклика, создаваемого физикой, и функции структуры. [20] Сложные структуры, созданные природой, могут варьироваться от простых квазиупорядоченных структур до иерархических сложных образований. [4]

    2-D структуры

    [ редактировать ]

    Простая структура массива (перья павлина)

    [ редактировать ]

    Природа иногда манипулирует наноструктурой , например, параметрами ее кристаллической решетки , чтобы создать ее узоры и цвета. [20] [43] [44] [45] [46] Барбула из (отдельные пряди пера, сохраняющие его цвет) павлина состоит внешнего слоя кератина и внутреннего слоя, содержащего массив стержней меланина , соединенных кератином с разделяющими их отверстиями. Когда стержни меланина параллельны решетчатой ​​структуре внешнего слоя кератина, это создает коричневый цвет. Остальные цвета пера создаются за счет изменения расстояния между слоями меланина. [20] [47] [48] [49]

    В биофотонике присутствует несколько типов структур

    Апериодические фотонные структуры

    [ редактировать ]

    Апериодические фотонные структуры не имеют элементарной ячейки и способны создавать запрещенную зону без необходимости высокой разницы показателей преломления . Также известная как квазиупорядоченная кристаллическая структура, создает синюю и зеленую окраску. [20]

    3-D структуры

    [ редактировать ]

    Геликоидальные многослойные материалы

    [ редактировать ]

    Это скрученные многослойные волокна, в которых волокна ориентированы в одном направлении и каждый слой слегка повернут. [50] [51] Эта структура позволяет природе отражать поляризованный свет и создает интенсивную яркость благодаря отражению Брэгга. [4] [20] [51]

    Примеры применения

    [ редактировать ]

    Биоинспирированный антибактериальный структурный цветной гидрогель.

    [ редактировать ]

    В качестве формы применения биофотоника используется для указания антибактериальных и самовосстанавливающих свойств. Поскольку наличие наночастиц серебра предотвращает адгезию бактерий (в гидрогеле уже есть бактерии), это вызывает деградацию гидрогеля и выцветание цвета. Это позволяет специально разработанному гидрогелю отображать цветом его целостность после самовосстановления. [4] [52]

    Фотонные наноархитектуры у бабочек и жуков

    [ редактировать ]

    Наноархитектуры способствуют переливчатости бабочек и жуков. Многослойные структуры распространены, обычно имеют одномерную или трехмерную структуру, двумерные структуры встречаются реже. [53] Беспорядок и неправильность в строении «намерены» и приспособлены к среде обитания. Структура успешно воссоздана и может быть использована в качестве покрытия. [54] Он также используется в некоторых приложениях, где требуется стабильный, яркий цвет. Он достаточно гибок, чтобы на нем можно было создать шаблон. [55]  

    Имитация светлячков для повышения эффективности светодиодов

    [ редактировать ]

    При наблюдении за светлячками ( Photuris sp. ) с помощью СЭМ было замечено, что их светоизлучающая кутикула имела специфическую двумерную периодическую структуру. Его конструкция напоминает «заводскую крышу» с чешуйками, ориентированными под наклоном, и острым краем на выступающей стороне чешуек. [56] [57] При моделировании аналогичной структуры с использованием слоя фоторезиста на светодиодах (LED) это привело к увеличению мощности на 68% и увеличению эффективности светоотдачи (LEE) на 55%. Эта технология уменьшает количество энергии, потребляемой для производства того же количества света. [58]

    Адаптивные материалы

    [ редактировать ]

    Отзывчивые материалы — это материалы или устройства, которые могут реагировать на внешние раздражители по мере их возникновения. Требуется немного времени, чтобы приспособиться к новому окружению, но идея остается соответствующей тому, что мы видим в природе. Наиболее часто используемые примеры — хамелеон или осьминог, поскольку их отзывчивая кожа позволяет им менять цвет или даже текстуру своей кожи. [59] Механизмы, лежащие в основе этой тактики, называются хроматофорами , которые представляют собой заполненные пигментами мешочки, которые используют мышцы и нервы для изменения внешнего вида животного. Эти хроматофоры активируются активностью нейронов, поэтому животное может изменить свой цвет, просто подумав об этом. [60] Животное использует другой механизм, чтобы знать, какой цвет или форму принять; фоточувствительная клетка в их коже, называемая опсин, способна обнаруживать свет (и, возможно, цвет). Животное может использовать эти опсины в своих интересах, чтобы быстро оценить свое окружение, прежде чем включить хроматофоры, чтобы точно замаскироваться под обстоятельства.

    У многих существ в тела встроен камуфляж — возьмем, к примеру, рыбу на рисунке справа. В этой гипотезе животное может появляться двумя разными способами в зависимости от его окружения: посреди океана, вдали от всех твердых объектов, оно может казаться почти полупрозрачным; вблизи морского дна, где потенциальные хищники почувствуют его только сверху, он может стать темнее и естественным образом слиться с каменистым дном. Многие рыбы, такие как морской топорик, используют комбинацию методов камуфляжа, чтобы добиться такого внешнего вида. [61] Серебрение , распространенная тактика, заключается в использовании чешуек с высокой отражающей способностью, чтобы достаточно эффективно отражать окружающий свет, чтобы чешуйки казались невидимыми со стороны. Контриллюминация , тактика, используемая в основном глубоководными обитателями, использует светящийся орган, расположенный в нижней части тела, для излучения света, чтобы снизу казаться ярче. Под этим углом излучаемый свет имеет интенсивность, имитирующую солнечный свет, появляющийся на поверхности воды. Таким образом, снизу существо практически незаметно для многих хищников.

    Внутри светящегося органа имеется структура фотоцитов ламинарная и нервных ветвей с относительно небольшими щелевыми соединениями между ними. [62] Считается, что обширная взаимосвязь и многослойная структура этих нейрофотоцитов позволяют глубоководным рыбам быстро реагировать на ситуацию спонтанным свечением . Поскольку все нервы напрямую связаны со спинным мозгом (и, как следствие, с головным мозгом), исследователи полагают, что электронные сигналы могут вызвать реакцию этих фотоцитов. [63] Руководствуясь таким подходом, ученые работают над разработкой технологии, использующей этот тип нейрофотоцитарных единиц.

    Эти биологически вдохновленные материалы можно применять в самых разных обстоятельствах. [64] Эту технологию можно использовать для маскировки объектов, создания устройства, которое может придавать ему форму, сохраняя при этом желаемые свойства, или даже помогать людям в биомедицинских приложениях. Покрытие, полученное по этой технологии, может помочь внедрить инородное тело в живую экосистему, то есть в человеческое тело. Технология этого устройства позволяет антителам человека обнаруживать новый объект как не представляющий угрозы, тем самым облегчая введение в организм искусственных инструментов, таких как кардиостимулятор, прикрепляемый к груди.

    Ссылки

    [ редактировать ]
    1. ^ Хеллиер Дж.Л. (2015). Мозг, нервная система и их заболевания . Академик Блумсбери. ISBN  978-1-61069-337-0 . ОСЛК   880809097 .
    2. ^ Куимби РС (14 апреля 2006 г.). Фотоника и лазеры: Введение . Джон Уайли и сыновья. ISBN  978-0-471-79158-4 .
    3. ^ Попп Дж (2011). Справочник по биофотонике . Вайнхайм: Wiley-VCH. ISBN  978-3-527-41047-7 . OCLC   748773038 .
    4. ^ Jump up to: а б с д и Греаня В. (2015). Биоинспирированная фотоника: оптические структуры и системы, вдохновленные природой . Бока-Ратон: CRC Press. ISBN  978-1-4665-0403-5 . OCLC   963587905 .
    5. ^ Ли Х, Ян Т, Ли Л, Лев С, Ли С (01 сентября 2021 г.). «Камуфлированная пленка, имитирующая кожу хамелеона, с помощью микрофлюидных систем, изменяющих цвет, на основе идентификации цветовой информации фона». Журнал бионической инженерии . 18 (5): 1137–1146. дои : 10.1007/s42235-021-00091-y . ISSN   2543-2141 . S2CID   244222072 .
    6. ^ Хэнлон RT, Чиао CC, Метгер Л.М., Барбоза А., Буреш К.К., Чабб С. (февраль 2009 г.). «Динамический камуфляж головоногих: соединение континуума между совпадением фона и разрушительной окраской» . Философские труды Лондонского королевского общества. Серия Б, Биологические науки . 364 (1516): 429–437. дои : 10.1098/rstb.2008.0270 . ПМК   2674088 . ПМИД   19008200 .
    7. ^ Поливка Т., Франк Х.А. (август 2010 г.). «Молекулярные факторы, контролирующие фотосинтетический сбор света каротиноидами» . Отчеты о химических исследованиях . 43 (8): 1125–1134. дои : 10.1021/ar100030m . ПМЦ   2923278 . ПМИД   20446691 .
    8. ^ Биолюминесценция в центре внимания: сборник познавательных эссе . Керала, Индия: Указатель исследований. 2009. ISBN  978-81-308-0357-9 . OCLC   497860307 .
    9. ^ Ли Дж., Мейер-Рочов В.Б. (сентябрь 2008 г.). «Биолюминесценция: первые 3000 лет (обзор)» . Журнал Сибирского федерального университета. Биология . 1 (3): 194–205. дои : 10.17516/1997-1389-0264 .
    10. ^ Рис А (1805 г.). Циклопедия, или Универсальный словарь искусств, наук и литературы . Коллекция химии Коула. Филадельфия: Опубликовано Сэмюэлем Ф. Брэдфордом и Мюрреем, Fairman and Co. OCLC   18853022 .
    11. ^ Филопон Дж., Купреева И., ред. (2012). К Аристотелю Метеорологии 1.4-9, 12 . Лондон: Бристоль Классикал Пресс. ISBN  978-1-4725-0174-5 . OCLC   875239302 .
    12. ^ Jump up to: а б Аристотель. Филопон Дж., Купреева И. (ред.). «Де Колорибус» . penelope.uchicago.edu . Проверено 28 апреля 2022 г.
    13. ^ Лоусон I (март 2016 г.). «Создание микромира: как Роберт Гук создал знания о мелочах» . Заметки и отчеты Лондонского королевского общества . 70 (1): 23–44. дои : 10.1098/rsnr.2015.0057 . ПМЦ   4759719 . ПМИД   27017680 .
    14. ^ Гук Р., Мартин Дж., Аллестри Дж., Лессинг Дж. (1665). Микрография: или Некоторые физиологические описания мельчайших тел, сделанные с помощью лупы: с наблюдениями и последующими исследованиями . Лондон: Напечатано Джо. Мартин и Я. Allestry, принтеры для Королевского общества, и будут продаваться в их магазине у колокола во дворе церкви Святого Павла - через коллекцию Розенвальда (Библиотека Конгресса).
    15. ^ «Истоки биофотоники» .
    16. ^ Чэнь X, Чжэн Б, Лю Х (2011). «Методы и применение оптических и цифровых микроскопических изображений в патологии» . Аналитическая клеточная патология . 34 (1–2): 5–18. дои : 10.1155/2011/150563 . ПМК   3310926 . ПМИД   21483100 .
    17. ^ Ромей Ф., Серджио А.Р., Эшли С. (2008). Леонардо да Винчи . Миннеаполис, Миннесота: Оливер Пресс. ISBN  978-1-934545-00-3 . OCLC   213812382 .
    18. ^ Jump up to: а б Тадепалли С., Слочик Дж.М., Гупта М.К., Наик Р.Р., Сингаманени С. (октябрь 2017 г.). «Биооптика и биооптические материалы». Химические обзоры . 117 (20): 12705–12763. doi : 10.1021/acs.chemrev.7b00153 . ПМИД   28937748 .
    19. ^ Эртюрк Г., Берилло Д., Хедстрем М., Маттиассон Б. (сентябрь 2014 г.). «Микроконтакт-емкостный биосенсор с импринтом BSA для чувствительного и избирательного обнаружения BSA в реальном времени» . Отчеты о биотехнологиях . 3 : 65–72. дои : 10.1016/j.btre.2014.06.006 . ПМК   5466099 . ПМИД   28626651 .
    20. ^ Jump up to: а б с д и ж г час Ваз Р., Фраско МФ, Sales MG (11 ноября 2020 г.). «Фотоника в природе и биоинспирированные проекты: устойчивые подходы к красочному миру» . Наномасштабные достижения . 2 (11): 5106–5129. Бибкод : 2020NanoA...2.5106V . дои : 10.1039/D0NA00445F . ISSN   2516-0230 . ПМЦ   9416915 . ПМИД   36132040 . S2CID   225225204 .
    21. ^ Сяо М., Ли Ю., Аллен М.К., Дехейн Д.Д., Юэ Икс, Чжао Дж. и др. (май 2015 г.). «Биологические структурные цвета, полученные путем самосборки синтетических наночастиц меланина» . АСУ Нано . 9 (5): 5454–5460. дои : 10.1021/acsnano.5b01298 . ПМИД   25938924 .
    22. ^ делла Веккья Н.Ф., Черрути П., Джентиле Дж., Эррико М.Э., Амброджи В., Д'Эррико Г. и др. (октябрь 2014 г.). «Искусственный биомеланин: наноразмерный эумеланин с высокой светопоглощающей способностью, полученный биомиметическим синтезом в белке куриного яйца». Биомакромолекулы . 15 (10): 3811–3816. дои : 10.1021/bm501139h . ПМИД   25224565 .
    23. ^ Шилейка Т.С., Ким Х.Д., Маниак П., Мессерсмит П.Б. (декабрь 2011 г.). «Антибактериальные свойства полимерных поверхностей, модифицированных полидофамином, содержащих пассивные и активные компоненты». Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 3 (12): 4602–4610. дои : 10.1021/am200978h . ПМИД   22044029 .
    24. ^ Люнг М.Е., ван дер Вестен Р., Постма А., Штедлер Б. (декабрь 2011 г.). «Полидофамин — природное полимерное покрытие для биомедицинской науки». Наномасштаб . 3 (12): 4916–4928. Бибкод : 2011Nanos...3.4916L . дои : 10.1039/c1nr10969c . ПМИД   22024699 .
    25. ^ Леви-Лиор А, Покрой Б, Левави-Сиван Б, Лейзеровиц Л, Вайнер С, Аддади Л (2008). «Биогенные кристаллы гуанина из кожи рыбы могут быть созданы для повышения светоотражения». Рост и дизайн кристаллов . 8 (2): 507–511. дои : 10.1021/cg0704753 . ISSN   1528-7483 .
    26. ^ Тейсье Дж., Саенко С.В., ван дер Марель Д., Милинкович М.С. (март 2015 г.). «Фотонные кристаллы вызывают активное изменение цвета у хамелеонов» . Природные коммуникации . 6 (1): 6368. Бибкод : 2015NatCo...6.6368T . дои : 10.1038/ncomms7368 . ПМЦ   4366488 . ПМИД   25757068 .
    27. ^ Крукс В.Дж., Дин Л.Л., Хуанг К.Л., Кимбелл-младший, Хорвиц Дж., Макфолл-Нгай М.Дж. (январь 2004 г.). «Рефлектины: необычные белки светоотражающих тканей кальмара». Наука . 303 (5655): 235–238. Бибкод : 2004Sci...303..235C . дои : 10.1126/science.1091288 . ПМИД   14716016 . S2CID   44490101 .
    28. ^ Крамер Р.М., Крукс-Гудсон В.Дж., Наик Р.Р. (июль 2007 г.). «Самоорганизующиеся свойства белка-рефлектина кальмара» . Природные материалы . 6 (7): 533–538. Бибкод : 2007NatMa...6..533K . дои : 10.1038/nmat1930 . ПМИД   17546036 .
    29. ^ Пал Р.К., Курляндия Н.Е., Ван С., Кунду СК, Ядавалли В.К. (апрель 2015 г.). «Биопаттернирование белков шелка для мягкой микрооптики». Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 7 (16): 8809–8816. дои : 10.1021/acsami.5b01380 . ПМИД   25853731 .
    30. ^ Фан Л., Уолкап В.Г., Ординарио Д.Д., Каршалев Е., Джоксон Дж.М., Берк А.М., Городецкий А.А. (октябрь 2013 г.). «Реконфигурируемые инфракрасные камуфляжные покрытия из белка головоногих моллюсков». Продвинутые материалы . 25 (39): 5621–5625. Бибкод : 2013AdM....25.5621P . дои : 10.1002/adma.201301472 . ПМИД   23897625 . S2CID   27851918 .
    31. ^ Крейт Э., Мэтгер Л.М., Хэнлон Р.Т., Деннис П.Б., Найк Р.Р., Форсайт Э., Хайкенфельд Дж. (январь 2013 г.). «Биологическая и электронная адаптивная окраска: как одно может информировать другое?» . Журнал Королевского общества, Интерфейс . 10 (78): 20120601. doi : 10.1098/rsif.2012.0601 . ПМЦ   3565787 . ПМИД   23015522 .
    32. ^ Паркер С.Т., Домачук П., Амсден Дж., Бресснер Дж., Льюис Дж.А., Каплан Д.Л. , Оменетто Ф.Г. (2009). «Биосовместимые оптические волноводы с шелковой печатью». Продвинутые материалы . 21 (23): 2411–2415. Бибкод : 2009AdM....21.2411P . дои : 10.1002/adma.200801580 . ISSN   0935-9648 . ОСТИ   1875081 . S2CID   138648401 .
    33. ^ Стекль А.Дж. (2007). «ДНК – новый материал для фотоники?». Природная фотоника . 1 (1): 3–5. Бибкод : 2007NaPho...1....3S . дои : 10.1038/nphoton.2006.56 . ISSN   1749-4885 . S2CID   18005260 .
    34. ^ Клемм Д., Хойблен Б., Финк Х.П., Бон А. (май 2005 г.). «Целлюлоза: потрясающий биополимер и экологически чистое сырье». Ангеванде Хеми . 44 (22): 3358–3393. дои : 10.1002/anie.200460587 . ПМИД   15861454 .
    35. ^ Ли Ю, Фу Ц, Ян Х, Берглунд Л. (февраль 2018 г.). «Прозрачная древесина для функционального и структурного применения» . Философские труды. Серия А. Математические, физические и технические науки . 376 (2112): 20170182. doi : 10.1098/rsta.2017.0182 . ПМК   5746562 . ПМИД   29277747 .
    36. ^ Ноги М., Ивамото С., Накагайто А.Н., Яно Х. (2009). «Оптически прозрачная бумага из нановолокна». Продвинутые материалы . 21 (16): 1595–1598. Бибкод : 2009AdM....21.1595N . дои : 10.1002/adma.200803174 . ISSN   0935-9648 . S2CID   135759478 .
    37. ^ Фернандес С.Н., Лопес Л.Ф., Годиньо М.Х. (апрель 2019 г.). «Последние достижения в манипулировании циркулярно поляризованным светом с помощью пленок нанокристаллов целлюлозы». Современное мнение в области твердого тела и материаловедения . 23 (2): 63–73. Бибкод : 2019COSSM..23...63F . дои : 10.1016/j.cossms.2018.11.004 . hdl : 10362/97708 . ISSN   1359-0286 . S2CID   139124385 .
    38. ^ Киносита С., Ёсиока С., Миядзаки Дж. (2008). «Физика структурных цветов». Отчеты о прогрессе в физике . 71 (7): 076401. Бибкод : 2008РПФ...71г6401К . дои : 10.1088/0034-4885/71/7/076401 . ISSN   0034-4885 . S2CID   53068819 .
    39. ^ Цзы Дж, Юй Х, Ли Ю, Ху Х, Сюй С, Ван Х и др. (октябрь 2003 г.). «Стратегии окраски перьев павлина» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (22): 12576–12578. Бибкод : 2003PNAS..10012576Z . дои : 10.1073/pnas.2133313100 . ПМК   240659 . ПМИД   14557541 .
    40. ^ Смит Г.С. (2009). «Структурная окраска бабочек Морфо». Американский журнал физики . 77 (11): 1010–1019. Бибкод : 2009AmJPh..77.1010S . дои : 10.1119/1.3192768 . ISSN   0002-9505 .
    41. ^ Клэпхэм П.Б., Хатли MC (1973). «Уменьшение отражения линзы по принципу «Мотылькового глаза». Природа . 244 (5414): 281–282. Бибкод : 1973Natur.244..281C . дои : 10.1038/244281a0 . ISSN   0028-0836 . S2CID   4219431 .
    42. ^ Чаттопадхьяй С., Хуан Ю.Ф., Джен Ю.Дж., Гангули А., Чен К.Х., Чен Л.К. (2010). «Противотражающие и фотонные наноструктуры». Материаловедение и инженерия: R: Отчеты . 69 (1–3): 1–35. дои : 10.1016/j.mser.2010.04.001 . ISSN   0927-796X .
    43. ^ Сингх С. (апрель 1999 г.). «Дифракционные решетки: аберрации и приложения». Оптика и лазерные технологии . 31 (3): 195–218. Бибкод : 1999OptLT..31..195S . дои : 10.1016/s0030-3992(99)00019-5 . ISSN   0030-3992 .
    44. ^ Барбе Дж., Томсон А.Ф., Ван ЕС, Макинтош К., Кэтчпол К. (21 июля 2011 г.). «Наноимпринтированные золь-гель-пассивирующие дифракционные решетки Tio 2 для солнечных батарей». Прогресс в фотоэлектрической энергетике: исследования и приложения . 20 (2): 143–148. дои : 10.1002/pip.1131 . ISSN   1062-7995 . S2CID   45160958 .
    45. ^ Цайтнер УД, Фукс Ф, Клей ЭБ (13 сентября 2012 г.). Наварро Р., Каннингем Ч.Р., Прието Э. (ред.). «Высокоэффективные диэлектрические дифракционные решетки для космического применения». Материалы SPIE . Современные технологии в космических и наземных телескопах и приборостроении II. 8450 . ШПИОН: 84502Z. Бибкод : 2012SPIE.8450E..2ZZ . дои : 10.1117/12.928286 . S2CID   122619039 .
    46. ^ Корнелиссен Х.Дж., де Бур Д.К., Туккер Т. (30 сентября 2013 г.). Цзяо Дж (ред.). «Дифракционные решетки для освещения». Материалы SPIE . Системы освещения на основе светодиодов. 8835 . ШПИОН: 88350I. Бибкод : 2013SPIE.8835E..0IC . дои : 10.1117/12.2024026 . S2CID   122802565 .
    47. ^ Де ла Торре-Ибарра М.Х., Сантойо FM (май 2013 г.). «Интерферометрическое исследование перьев птиц» . Журнал биомедицинской оптики . 18 (5): 56011. Бибкод : 2013JBO....18e6011D . дои : 10.1117/1.jbo.18.5.056011 . ПМИД   23698284 .
    48. ^ Лойо А., Гомес Д., Муро Б., Тери М., Харт Н.С., Джалм М.С. и др. (20 сентября 2007 г.). «Радужная структурная окраска глазных пятен коррелирует с успехом спаривания у павлина» . Поведенческая экология . 18 (6): 1123–1131. дои : 10.1093/beheco/arm088 . ISSN   1465-7279 .
    49. ^ Ли Ю, Лу З, Инь Х, Юй Х, Лю Х, Цзы Дж (июль 2005 г.). «Структурное происхождение коричневого цвета бородок хвостовых перьев самца павлина». Физический обзор E . 72 (1 Pt 1): 010902. Бибкод : 2005PhRvE..72a0902L . дои : 10.1103/physreve.72.010902 . ПМИД   16089929 .
    50. ^ Ю К., Фань Т., Лу С., Чжан Д. (июль 2013 г.). «Биомиметические оптические материалы: интеграция природного замысла для манипулирования светом». Прогресс в материаловедении . 58 (6): 825–873. дои : 10.1016/j.pmatsci.2013.03.003 . ISSN   0079-6425 .
    51. ^ Jump up to: а б Виньолини С., Рудалл П.Дж., Роуланд А.В., Рид А., Мойруд Э., Фаден Р.Б. и др. (сентябрь 2012 г.). «Структурный цвет в стиле пуантилистизма в плодах Поллии» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (39): 15712–15715. Бибкод : 2012PNAS..10915712V . дои : 10.1073/pnas.1210105109 . ПМЦ   3465391 . ПМИД   23019355 .
    52. ^ Чэнь З, Мо М, Фу Ф, Шан Л, Ван Х, Лю С, Чжао Ю (ноябрь 2017 г.). «Антибактериальные структурные цветные гидрогели». Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 9 (44): 38901–38907. дои : 10.1021/acsami.7b11258 . ПМИД   29027783 .
    53. ^ Макдугал А., Миллер Б., Сингх М., Колле М. (11 июня 2019 г.). «Биологический рост и синтетическое производство структурно окрашенных материалов». Журнал оптики . 21 (7): 073001. Бибкод : 2019JOpt...21g3001M . дои : 10.1088/2040-8986/aaff39 . hdl : 1721.1/126616 . ISSN   2040-8978 . S2CID   126635261 .
    54. ^ Биро Л.П., Виньерон Дж.П. (27 декабря 2010 г.). «Фотонные наноархитектуры у бабочек и жуков: ценные источники биоинспирации». Обзоры лазеров и фотоники . 5 (1): 27–51. дои : 10.1002/lpor.200900018 . ISSN   1863-8880 . S2CID   53350911 .
    55. ^ Сюань З, Ли Дж, Лю Ц, И Ф, Ван С, Лу В (февраль 2021 г.). «Искусственные структурные цвета и их применение» . Инновации . 2 (1): 100081. Бибкод : 2021Innov...200081X . дои : 10.1016/j.xinn.2021.100081 . ПМЦ   8454771 . ПМИД   34557736 .
    56. ^ Залив А, Vigneron JP (август 2009 г.). Мартин-Пальма Р.Дж., Лахтакия А. (ред.). «Светоизвлечение из биолюминесцентных органов светлячков». Биомиметика и биоинспирация . 7401 . Сан-Диего, Калифорния: Международное общество оптики и фотоники: 740108. Бибкод : 2009SPIE.7401E..08B . дои : 10.1117/12.825473 . S2CID   122030956 .
    57. ^ Бэй А, Саррацин М., Виньерон Дж.П. (октябрь 2012 г.). «Светоотвод: чему мы можем научиться у светлячков». Ин Лян Р. (ред.). Природа света: Свет в природе IV . Том. 8480. Сан-Диего, Калифорния, США: Международное общество оптики и фотоники. стр. 84800Г. дои : 10.1117/12.928696 . S2CID   119844791 .
    58. ^ Бэй А., Андре Н., Саррацин М., Беларуси А., Аймез В., Фрэнсис Л.А., Виньерон Дж.П. (январь 2013 г.). «Оптимальное наложение, вдохновленное светлячком Photuris, повышает эффективность светоизвлечения существующих светодиодов». Оптика Экспресс . 21 (С1): А179–А189. arXiv : 1209.4767 . Бибкод : 2013OExpr..21A.179B . дои : 10.1364/OE.21.00A179 . ПМИД   23389270 . S2CID   207325249 .
    59. ^ Накадзима Р., Лайбнер З., Куба М.Дж., Гутник Т., Иглесиас Т.Л., Асада К. и др. (март 2022 г.). «Кальмары меняют цвет своего тела в зависимости от субстрата» . Научные отчеты . 12 (1): 5227. Бибкод : 2022NatSR..12.5227N . дои : 10.1038/s41598-022-09209-6 . ПМЦ   8960755 . ПМИД   35347207 .
    60. ^ Мужество, Кэтрин Хармон (21 августа 2014 г.). «Камуфляж в стиле осьминога оживает в умном материале» . Сеть блогов Scientific American . Проверено 29 апреля 2022 г.
    61. ^ Лю Цюй, депутат парламента от Фока (январь 2021 г.). «Биологическая фотоника — стратегии камуфляжа морского топора для радиочастотной стеганографии» . Оптика Экспресс . 29 (2): 2587–2596. Бибкод : 2021OExpr..29.2587L . дои : 10.1364/OE.414091 . ПМИД   33726451 . S2CID   232262198 .
    62. ^ Анктил М., Дело JF (май 1977 г.). «Хвостовые светящиеся органы фонарей: общая иннервация и ультраструктура». Американский журнал анатомии . 149 (1): 1–22. дои : 10.1002/aja.1001490102 . ПМИД   857636 .
    63. ^ Кавалларо М., Маммола К.Л., Вердильоне Р. (июнь 2004 г.). «Структурное и ультраструктурное сравнение фотофоров двух видов глубоководных рыб: Argyropelecus hemigymnus и Maurolicus muelleri: сравнение фотофоров двух видов рыб». Журнал биологии рыб . 64 (6): 1552–1567. дои : 10.1111/j.0022-1112.2004.00410.x .
    64. ^ Чен Икс, Го Ц, Чэнь В, Се В, Ван Ю, Ван М и др. (февраль 2021 г.). «Биомиметический дизайн фотонных материалов для биомедицинских применений». Акта Биоматериалы . 121 : 143–179. doi : 10.1016/j.actbio.2020.12.008 . ПМИД   33301982 . S2CID   228099758 .
    Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Bio-inspired_photonics&oldid=1184195111"
    Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
    Arc.Ask3.Ru
    Номер скриншота №: 4d4743bc92af3a0a9b606ddac07e9145__1699472880
    URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/4d/45/4d4743bc92af3a0a9b606ddac07e9145.html
    Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
    Bio-inspired photonics - Wikipedia
    Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)