تولید موادی از جلبک که بدون منبع انرژی، نور ساطع می‌کنند [تماشا کنید]

یک تیم تحقیقاتی توانسته است نوعی مواد نرم اما مستحکمی با استفاده از جلبک تولید کند که در اثر هر فشار فیزیکی روشن می‌شود. داینوفلاژله‌ها نوعی جلبک تک‌سلولی هستند که به مواد درخشندگی می‌دهند. با اضافه‌کردن این جلبک‌ها به ترکیباتی خاص می‌توان موادی تولید کرد که بدون منبع انرژی، نور ساطع کنند. به‌نظر می‌رسد که می‌توان از خاصیت این نوع جلبک‌ها در تولید نور در صنایع پزشکی و رباتیک بهره برد.

داینوفلاژله‌ها (چرخان‌تاژک‌داران) گروه متنوعی از میکروارگانیسم‌های عمدتاً آبزی هستند که به قلمرو Protista تعلق دارند. آن‌ها به‌دلیل ظاهر متمایز و خواص بیولومینسانس (زیست‌تابی) خود شناخته می‌شوند، به این معنی که می‌توانند نور را در هنگام فشار و تنش ساطع کنند. این پدیده طبیعی که اغلب در شب به‌صورت درخشان در اقیانوس دیده می‌شود، اهداف اکولوژیکی مختلفی ازجمله اجتناب از شکارچیان و ارتباط را ممکن می‌سازد.

استفاده از جلبک در تولید نور

یک ویژگی هیجان‌انگیز این مواد سادگی ذاتی آن‌هاست. این جلبک‌ها نیازی به وسایل الکترونیکی یا منبع انرژی خارجی ندارند. اکنون یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی دانشگاه کالیفرنیا در سن دیگو می‌خواهد از این قدرت طبیعت استفاده کرده و با محرک‌های مکانیکی نور تولید کند.

طبق گزارش این تیم تحقیقاتی، آلژینات (نوعی پلیمر ساخته‌شده از جلبک دریایی) به‌عنوان جزء اصلی مواد بیولومینسانس به جلبک‌های داینوفلاژله اضافه می‌شود. محلول به‌دست‌آمده توسط یک چاپگر سه‌بعدی پردازش شده و سپس اشکال مختلفی مدل‌سازی و تولید می‌شود. طی آزمایش، هنگامی که محققان روی سطح این مواد فشار وارد کردند یا الگویی روی آن کشیدند، روشن می‌شد. این مواد حساسیت بالایی دارند، به‌نحوی که حتی وزن یک توپ فومی که روی سطح آن می‌غلتید، باعث درخشش آن‌ها می‌شد. همچنین با زیاد‌کردن شدت فشار، میزان نور نیز بیشتر می‌شد.

این مواد به شرایط نگهداری خاصی نیاز ندارند. داینوفلاژله‌های درون این مواد برای ادامه عملکرد باید در چرخه‌های منظم نور و تاریکی قرار گیرند. هنگامی که در زمان تاریکی به آن‌ها فشار مکانیکی اعمال می‌شود، این جلبک‌ها از غذا و انرژی که در مرحله نور جذب کرده‌اند برای انتشار نور استفاده می‌کنند.

تحقیقات فعلی یک روش ساده برای ترکیب موجودات زنده با اجزای غیرزنده در ساخت مواد جدید و خودکفاست. محققان با انجام آزمایش‌های بیشتر در شرایط مختلف می‌خواهند موادی مقاوم‌تر بسازند. به‌نظر می‌رسد با افزودن یک پلیمر دوم به مخلوط اولیه، می‌توان مواد را حتی بیشتر تقویت کرد تا بتوانند فشارهای مکانیکی سنگین را تحمل کنند. با بهبود کیفیت این مواد می‌توان از آن‌ها در صنایع مختلف پزشکی و رباتیک استفاده کرد.

نتایج این پژوهش به‌صورت یک مقاله در مجله Science Advances منتشر شده است.