Материал из живых светящихся водорослей можно использовать в датчиках нагрузки
Будь то машины, самолеты или здания. всегда полезно знать, подвергаются ли их компоненты механическим нагрузкам. Новый материал может быстро и легко сообщить об этом проверяющему персоналу, используя встроенные светящиеся водоросли.
Экспериментальное вещество, разработанное учеными Калифорнийского университета в Сан-Диего, состоит в основном из полимера на основе морских водорослей (так называемого альгината) в сочетании с живыми одноклеточными водорослями, известными как динофлагелляты.
Оно также содержит полимер под названием поли(этиленгликоль)диакрилат, который помогает ему выдерживать большие нагрузки.
Обычно в океане динофлагелляты излучают вспышки света, чтобы отпугивать хищников. В небольших структурах, напечатанных на 3D-принтере из нового материала, они также излучают свет, когда материал сжимается, растягивается или скручивается – чем больше механическое напряжение, тем ярче они светятся.
Важно отметить, что датчики механического напряжения, изготовленные из этого материала, не требуют какого-либо источника питания или электроники.
Тем не менее, динофлагеллятам требуются регулярные циклы воздействия света и темноты для осуществления фотосинтеза — энергия, полученная от света, используется для создания биолюминесценции в темноте.
На данный момент напечатанные на 3D-принтере конструкции работают около пяти месяцев без особого обслуживания в «жестких условиях».
После дальнейшей разработки этот материал, возможно, также можно будет использовать в таких приложениях, как роботы с мягким телом или медицинские имплантаты, которые используют световые сигналы для высвобождения полезных нагрузок лекарств или проведения лечения.
«Наша текущая работа демонстрирует простой метод объединения живых организмов с неживыми компонентами для изготовления новых материалов, которые являются самоподдерживающимися и чувствительными к фундаментальным механическим стимулам, встречающимся в природе», — говорят ученые.
Статья об исследовании была опубликована в журнале Science Advances.