GS Joondong Kim và các đồng nghiệp cùng nghiên cứu hai vật liệu bán dẫn tiềm năng, đó là:

1. Đôi khi những sự việc tưởng chừng đơn giản nhất lại khó giải thích nhất. Cách những con chim giữ thăng bằng cơ thể khi ngủ trên cây là một trong những bí ẩn như vậy.

2. Thời gian ngủ của chim ngắn hơn con người rất nhiều. Chu kỳ ngủ của chúng khi so sánh với con người và các loài động vật có vú nhìn chung cũng ngắn hơn. Giấc ngủ REM (Rapid Eye Movement - giấc ngủ chuyển động mắt nhanh), một phần của chu kỳ ngủ khi cơ thể rơi vào trạng thái ngủ sâu nhất (và cả khi mơ), thường kéo dài vài phút ở động vật có vú, trong khi đó, chỉ tầm 10 giây ở loài chim. Giấc ngủ của chim, về cơ bản, là những lần chợp mắt trong vài khoảnh khắc.

3. Chim cũng có thể tự điều chỉnh cường độ ngủ. Chúng có thể giữ cho một bên là cầu não tỉnh táo ngay trong khi ngủ, khi đó, một bên mắt của chúng sẽ mở. Mắt chim liên kết bất đối xứng với bán cầu não, tức là, nếu mắt trái mở thì bán cầu não thức, và ngược lại. Kiểu ngủ nhẹ nhàng, linh hoạt này cho phép những con chim nhanh chóng trốn khỏi những kẻ săn mồi, ngay cả khi chúng đang say giấc.

4. Hơn nữa, không phải tất cả những con chim đều ngủ trên các cành cây. Ví dụ như đà điểu, loài chim lớn nhất hành tinh. Hầu hết các loài chim không biết bay đều ngủ trên mặt đất, ẩn giữa những tán lá, hoặc gần như "vùi đầu trong cát". Một số loài khác thì ngủ đứng một chân ở các vùng nước nông như loài hồng hạc.

5. Để đi vào giấc ngủ, cơ thể chim phải trải qua một loạt các thay đổi sinh lý. Mà trong số đó là thả lỏng cơ, xảy ra khi não giảm kiểm soát các chuyển động cơ, kèm theo một số thay đổi sinh lý khác. Đứng thăng bằng trên cây với các búi cơ thả lỏng không phải dễ dàng, những chú chim phải xoay sở bằng cách khóa chặt chân vào cành cây.

6. Ví dụ, khi một con chim hạ cong gối, móng của chúng cũng đồng thời tự động gập theo và bám chặt vào cành cây. Móng sẽ chỉ thả lỏng khi chân chúng duỗi thẳng. Cơ chế khóa chân được thực hiện nhờ vào các gân cơ gấp (flexor tendons – những mô kết nối cơ giúp chi uốn cong) ở chân chim. Khi khớp đùi trên (knee) và khớp ống chân (ankle) của chim gập vào, gân cơ gấp (flexor tendon) duỗi ra, từ đó làm móng gập lại Cơ chế khóa cũng xảy ra do lớp mô bao quanh gân cơ chân có bề mặt nhám gây ra ma sát giữa chân và vỏ cây giúp cố định chân vào một điểm. Đây gọi là “Cơ chế đậu tự động” – Automatic Perching Mechanism. Nóxuất hiện ở hầu hết các loài chim, cho phép chúng bám chặt vào cành cây vừa không mất sức lại vừa chắc chắn.

7. Không chỉ những giống chim có tư thế đậu thẳng, những loài ngủ treo như vẹt cũng được hưởng lợi không ít từ cơ chế này. Cơ chế khóa cũng hữu ích trong một số trường hợp khác. Ví dụ như những giống chim săn mồi, chúng có thể quặp chặt con mồi trong  khi bay. Một số loài chim cũng nhờ đó leo trèo, bơi, lội nước hay treo mình dễ dàng.

8. Đã có hàng chục nghiên cứu tìm thấy cơ chế đậu tự động ở nhiều loài chim khác nhau. Tuy nhiên, một nghiên cứu xuất bản năm 2012 cho thấy chim sáo châu Âu (European Starling) khi ngủ lại không sử dụng cơ chế này. Các nhà khoa học quan sát được rằng chim sáo chỉ hơi cong đầu gối, không đủ để kích hoạt cơ chế khóa. Kết quả là, các ngón chân của chúng hầu như không cong và con chim giữ thăng bằng ở trung tâm miếng đệm bàn chân khi nó ngủ. Phát hiện này cho thấy rằng có nhiều cách để chim giữ thăng bằng trên cây khi ngủ hơn là chỉ đơn giản gắng sức bám chặt vào cành cây.

9. Các nhà nghiên cứu gặp nhiều thách thức khi tìm hiểu giấc ngủ của các loài chim. Đầu tiên phải kể đến số lượng loài lớn và sự khác nhau về cơ chế, đặc điểm sinh lý học và hành vi giữa các loài. Chu kỳ giấc ngủ cũng khác biệt rất lớn. Việc so sánh cách ngủ của đà điểu, với chim sẻ hay hồng hạc không có nhiều ý nghĩa. Ngay cả khi xem xét đến cơ chế đậu tự động, hình dáng chân chim cũng là một vấn đề. Chân của chúng cần phải thích ứng cho nhiều mục đích khác nhau, vì vậy, cách chúng đi đứng, chuyển động chân cũng có thể sẽ khác nhau.

(Theo Shirley, Tại sao chim không rời khỏi cành cây khi ngủ?, Báo VnReview ngày 29/12/2020)