Его бьют, а он сияет: новый биоматериал светится в ответ на механическое воздействие — видео

Команда исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) разработала мягкие, но прочные материалы, которые светятся в ответ на механическое воздействие: сжатие, растяжение или скручивание. Это происходит благодаря одноклеточным водорослям-динофлагеллятам. Работа вдохновлена биолюминесцентными волнами, которые часто можно видеть на пляжах летом. Научная статья вышла в Science Advances.

«Захватывающей особенностью этих материалов является простота — им не нужна ни электроника, ни внешний источник питания. Мы демонстрируем, как можно использовать силу природы для прямого преобразования механических раздражителей в световое излучение», — сказал старший автор исследования Шэнцян Цай, профессор машиностроения и аэрокосмической техники.

Основные ингредиенты материала — динофлагелляты и полимер на основе морских водорослей альгинат. Эти элементы смешали для получения раствора, который затем провели через 3D-принтер, напечатавший разнообразные формы.

Когда материал подвергается сжатию, растяжению или скручиванию, находящиеся в них динофлагелляты реагируют излучением света. Чем сильнее — тем ярче. Эта реакция имитирует то, что происходит в океане, таким образом микроорганизмы отпугивают хищников.

Чтобы продолжать работать, динофлагеллятам в материале необходимы лишь периодические циклы света и темноты. Во время световой фазы они фотосинтезируют для производства пищи и энергии, которые затем используются в темную фазу для излучения света.

Материал может быть использован в датчиках измерения давления, деформации или напряжения. Другие потенциальные применения: мягкая робототехника и биомедицинские устройства, которые используют световые сигналы для лечения или контролируемого высвобождения лекарств.