يمكن استخدام المواد المصنوعة من الطحالب الحية المتوهجة في أجهزة استشعار الضغط

سواء أكان ذلك في الآلات أو المباني أو الطائرات، فمن المفيد دائمًا معرفة ما إذا كانت المكونات تتعرض لضغط ميكانيكي. يمكن أن تتيح مادة جديدة لموظفي التفتيش معرفة ذلك بسرعة وسهولة، وذلك باستخدام الطحالب المتوهجة المدمجة.

تم تطوير المادة التجريبية من قبل علماء في جامعة كاليفورنيا – سان دييغو، وهي مصنوعة بشكل أساسي من بوليمر قائم على الأعشاب البحرية (يسمى الجينات) ممزوجًا بالطحالب الحية وحيدة الخلية المعروفة باسم الدينوفلاجيلات. كما أنه يحتوي على بوليمر يسمى بولي (إيثيلين جلايكول) دياكريلات، لمساعدته على تحمل الأحمال الثقيلة.

في موطنها في المحيط، تنتج السوطيات الدينوفالية ومضات من الضوء لردع الحيوانات المفترسة. في الهياكل الصغيرة المطبوعة ثلاثية الأبعاد من المادة الجديدة، فإنها تبعث الضوء أيضًا عند ضغط المادة أو تمديدها أو لفها – كلما زاد مقدار الضغط الميكانيكي، كلما زاد توهجها.

والأهم من ذلك، أن أجهزة استشعار الضغط الميكانيكية المصنوعة من المادة لن تتطلب أي مصدر طاقة أو إلكترونيات. هكذا قال الدينوفلاجيلات يفعل تتطلب دورات منتظمة من التعرض للضوء والظلام من أجل إجراء عملية التمثيل الضوئي – يتم استخدام الطاقة المكتسبة من الضوء لإنتاج تلألؤ بيولوجي في الظلام. وحتى الآن، عملت الهياكل المطبوعة ثلاثية الأبعاد لمدة خمسة أشهر تقريبًا مع القليل من الصيانة في ظل “ظروف قاسية”.

وبمجرد تطويرها بشكل أكبر، يمكن أيضًا استخدام المادة في تطبيقات مثل الروبوتات ذات الأجسام الرخوة، أو الغرسات الطبية التي تستخدم الإشارات الضوئية لإطلاق حمولات الأدوية أو إجراء العلاجات.

وقال تشنغهاي لي، طالب الدكتوراه الذي يعمل في مختبر: “يوضح هذا العمل الحالي طريقة بسيطة للجمع بين الكائنات الحية والمكونات غير الحية لتصنيع مواد جديدة مكتفية ذاتيا وحساسة للمحفزات الميكانيكية الأساسية الموجودة في الطبيعة”. كبير مؤلفي الدراسة، البروفيسور شينغ تشيانغ كاي.

وقد نشرت مؤخرا ورقة بحثية في المجلة تقدم العلوم. يمكن رؤية الهياكل المصنوعة من هذه المادة بشكل متوهج في الفيديو التالي.

المصدر: جامعة كاليفورنيا في سان دييغو