[논문] 푸른 상어의 새로운 나노 구조는 역동적 인 색상 변화에 대한 놀라운 잠재력을 보여줍니다.

푸른 상어 (Prionace Glauca)의 해부학에 대한 새로운 연구는 피부의 독특한 나노 구조를 보여 주지만 상징적 인 푸른 색상을 생성하지만 흥미롭게도 색상 변화의 잠재적 능력을 시사합니다.

연구는 그에서 제시되었다 실험 생물학 연례 회의 협회 2025 년 7 월 9 일 벨기에 앤트워프에서.

홍콩 시티 대학교 (City University of Hong) 대학교 (City University of Hong)의 메이슨 딘 (Mason Dean)의 실험실 인 빅토리 아 캄스 스카 (Viktoriia Kamska) 박사는“블루는 동물 왕국에서 가장 희귀 한 색상 중 하나이며, 동물들은 진화를 통해 다양한 독특한 전략을 개발하여 이러한 과정을 특히 매력적으로 만들었습니다.

이 팀은 상어의 색상의 비밀이 상어의 피부를 갑자기 피부 치장으로 알려진 치아와 같은 비늘의 펄프 구멍에 있다고 밝혔다.

펄프 캐비티 내부 의이 색상 생성 메커니즘의 주요 특징은 멜라노 좀이라고 불리는 멜라닌 함유 소포와 함께 블루 반사기 역할을하는 구아닌 결정이며, 다른 파장의 흡수제 역할을합니다.

Kamska 박사는“이 구성 요소는 별도의 셀로 포장되어 있으며, 검은 색 흡수 장치가있는 거울과 가방으로 가득 찬 가방을 연상 시키지만 긴밀한 연관성을 유지하여 함께 일하면서 함께 작동합니다.

결과적으로, 안료 (멜라닌)는 색상 채도를 향상시키기 위해 구조화 된 물질 (특정 두께 및 간격의 구아닌 혈소판)과 협력합니다.

Dean 교수는“이러한 자료를 결합하면 색상을 생산하고 변화시키는 강력한 능력을 만듭니다. “매혹적인 것은 우리가 결정을 포함하는 세포의 작은 변화를 관찰하고 그들이 전체 유기체의 색에 어떤 영향을 미치는지보고 모델링 할 수 있다는 것입니다.”

이 해부학 적 혁신은 미세 규모의 해부의 혼합을 사용하여 가능해졌습니다. 광학 현미경,,, 전자 현미경분광법 및 색상 생성 나노 구조의 형태, 기능 및 아키텍처 배열을 특성화하기위한 다른 이미징 기술의 스위트.

“우리는 유기체 수준에서 미터 및 센티미터 규모로 색상을보기 시작했지만 구조 색상 나노 미터 규모로 달성되므로 다양한 접근 방식을 사용해야합니다. “라고 Dean 교수는 말합니다.

상어의 푸른 색 뒤에있는 나노 스케일 범인을 식별하는 것은 방정식의 일부일뿐입니다. Kamska 박사와 그녀의 공동 작업자는 또한 계산 시뮬레이션을 사용하여 이러한 나노 구조의 아키텍처 매개 변수가 관찰 된 스펙트럼 외관의 특정 파장을 생성하는 책임이 있는지 확인했습니다.

Kamska 박사는“소규모로 구조를 수동으로 조작하는 것은 어려운 일이므로 이러한 시뮬레이션은 어떤 색상 팔레트를 사용할 수 있는지 이해하는 데 매우 유용합니다.

이 발견은 또한 상어의 상표 색상이 Denticle 펄프 공동 내의 구아닌 결정 층 사이의 상대 거리의 작은 변화를 통해 잠재적으로 변이 가능하다는 것을 보여준다. 레이어 사이의 좁은 공간은 상징적 인 블루스를 만들어서이 공간을 증가 시키면 색상이 녹색과 금으로 이동합니다.

Kamska 박사와 그녀의 팀은이 구조적 메커니즘이 색상 변화 운전할 수 있습니다 환경 적 요인 그것은 구아닌 혈소판 간격에 영향을 미칩니다.

딘 교수는“이런 식으로 습도 나 수압 변화만큼 단순한 것으로 인한 매우 미세한 변화는 신체 색상을 바꿀 수 있으며, 이는 동물이 자연 환경에서 어떻게 위장하거나 카운터링하는지를 형성한다”고 말했다.

예를 들어, 상어가 더 깊을수록, 피부에 압력이 가중되고, 구아닌 결정이 더 단단 할 수있을 것입니다.

Kamska 박사는“다음 단계는이 메커니즘이 자연 환경에 사는 상어에서 실제로 어떻게 기능하는지 보는 것입니다.

이 연구는 상어 해부 및 진화에 대한 중요한 새로운 통찰력을 제공하지만 생물 영감을주는 엔지니어링 응용 프로그램에 대한 강력한 잠재력도 가지고 있습니다.

Dean 교수는“이 덴티클은 상어에 유체 역학적 및 방해 혜택을 제공 할뿐만 아니라 이제는 색상을 생산하고 변화하는 데 역할을하고 있음을 발견했습니다.

“이러한 다기능 구조 설계 (고속 유체 역학과 위장 광학을위한 특징을 결합한 해양 표면)는 우리가 아는 한 이전에는 보지 못했습니다.”

따라서이 발견은 제조 산업 내에서 환경 지속 가능성을 향상시키는 데 영향을 줄 수 있습니다. Kamska 박사는“화학적 착색에 대한 구조적 착색의 주요 이점은 재료의 독성을 줄이고 환경 오염을 줄이는 것”이라고 말했다.

“구조 색상은 특히 해양 환경에서 동적 파란색 위장이 유용한 해양 환경에서 많은 도움이 될 수있는 도구입니다.”

Dean 교수는“나노 제작 도구가 향상되면서 구조가 새로운 기능으로 이어지는 방법을 연구하기위한 놀이터를 만듭니다.

“우리는 다른 물고기들이 어떻게 색을 만드는지에 대해 많이 알고 있지만 상어와 광선은 수백만 년 전에 뼈 물고기에서 분기되었습니다. 따라서 이것은 색을 만들기위한 완전히 다른 진화 경로를 나타냅니다.”