Burung merak terkenal karena keindahan bulu ekornyanya yang memesona. Baru-baru ini, para peneliti dari Florida Polytechnic University dan Youngstown State University di Amerika Serikat menemukan sesuatu yang lebih mengejutkan dari keindahan bulu ekor burung merak.
Dalam penelitian berjudul “Spectral fingerprint of laser emission from rhodamine 6g infused male Indian Peafowl tail feathers” yang terbit di jurnal Scientific Reports dijelaskan, para peneliti menggunakan pewarna khusus pada beberapa bagian ekor mereka. Mereka menyelidiki kemungkinan adanya struktur yang bisa memancarkan cahaya berbeda dari biasanya.
Hasilnya, ditemukan bintik mata (eye spot) pada bulu merak yang memiliki kemampuan menyelaraskan gelombang cahaya hingga menghasilkan laser alami berwarna kuning kehijauan.
Menurut Science Alert, laser (light amplification by stumulated emission of radiation) adalah sinar yang terbentuk saat atom-atom dalam suatu material, seperti kristal atau pewarna tertentu, dirangsang untuk melepaskan foton secara serempak.
Namun, untuk benar-benar menghasilkan sinar laser, cahaya yang terstimulasi itu harus bergerak dengan fase yang serasi, bolak-balik dalam ruang tertutup yang disebut rongga optik. Menariknya, para peneliti menemukan adanya rongga optik alami dalam bentuk nanostruktur resonansi di berbagai bagian bintik mata bulu merak. Nanostruktur ini memancarkan dua panjang gelombang cahaya yang berbeda: hijau dan kuning-oranye.
“Temuan ini menandai pertama kalinya rongga laser ditemukan ada dalam jaringan hewan,” tulis ZME Science.
Para peneliti mengaplikasikan rhodamin 6G—pewarna yang umum digunakan dalam laser laboratorium—pada bintik mata bulu merak. Lalu, mewarnai dan mengeringkan setiap sampel beberapa kali agar pewarna dapat meresap sepenuhnya ke dalam struktur internal.
Kemudian, para peneliti menyinarinya dengan sinar laser 532 nanometer—panjang gelombang yang mendekati tingkat penyerapan maksimum rhodamin. Cahaya laser benar-benar muncul dari bulu-bulu itu. Dalam pengamatan mereka, terlihat garis-garis spektral yang sangat tipis dan terang pada panjang gelombang 574 dan 583 nanometer, tepat direntang warna kuning-oranye. Cahaya itu memiliki tiga ciri khas laser sejati, yakni sempit dalam spektrum, koheren atau teratur secara fase, dan hanya muncul saat diberi energi eksternal (dipompa).
Para ilmuwan telah lama mengetahui bulu merak juga menunjukkan warna struktural—cara alami tanpa pigmen untuk menciptakan rona yang memukau. Mikrostruktur yang teratur di dalam bulu memantulkan cahaya pada frekuensi tertentu, menghasilkan warna biru, hijau, dan warna-warni yang cerah.
Namun, fisikawan dari Florida Polytechnic University yang juga peneliti studi ini, Nathan Dawson, dan rekan-rekannya ingin melangkah lebih jauh dan melihat apakah mikrostruktur tersebut juga dapat berfungsi sebagai rongga laser. Para peneliti melihat garis laser yang sama di setiap bagian bintik mata bulu, apa pun warnanya. Ini bukan kebetulan.
“Ini seperti melempar dua dadu 100 sisi dan selalu mendapatkan dua angka yang sama,” ujar Dawson, dikutip dari Science.
Meski temuan ini mengesankan, masih ada misteri yang belum terpecahkan. Ahli biofisika dair Antioquia University, Marco Giraldo yang meneliti warna struktural mencatat, penelitian ini belum berhasil mengidentifikasi struktur mikro spesifik yang menghasilkan efek laser tersebut.
Untuk menjelaskan konsistensi sinyal laser yang diamati, struktur yang bertindak sebagai rongga optik harus memiliki ukuran dan bentuk yang hampir identik dengan presisi hingga tingkat subnanometer. Karena itulah, struktur berongga dan batang mikroskopis yang diketahui memberi warna pada bulu merak kemungkinan besar bukan pelakunya. Sementara Dawson menduga, beberapa struktur lain yang khas dan kecil di dalam bulu—kemungkinan granula protein—berfungsi sebagai rongga laser.
“Hanya karena bulu merak memancarkan cahaya laser, bukan berarti burung tersebut memanfaatkan emisi ini. Namun, tetap ada konsekuensinya,” kata Dawson.
Dia mengatakan, menelusuri cahaya laser dalam biomaterial dapat membantu mengidentifikasi susunan mikrostruktur yang teratur di dalamnya. Menurut Dawson, dalam dunia kedokteran misalnya, benda asing tertentu, contohnya virus dengan bentuk geometris yang berbeda, dapat diklasifikasikan dan diidentifikasi berdasarkan kemampuannya sebagai laser.
Penelitian ini juga menunjukkan bagaimana material biologis suatu hari nanti dapat menghasilkan laser yang dapat dimasukkan dengan aman ke dalam tubuh manusia untuk memancarkan cahaya bagi biosensing, pencitraan medis, dan terapi.
"Saya selalu berpikir bahwa di balik banyak pencapaian teknologi yang bermanfaat bagi manusia," kata Dawson kepada Science.
"Suatu organisme di sebuah tempat telah mengembangkannya melalui suatu proses evolusi."
