Cho dù đó là máy móc, tòa nhà hay máy bay, việc biết liệu một bộ phận có chịu ứng suất cơ học hay không luôn hữu ích. Một loại vật liệu mới sử dụng tảo phát sáng tích hợp để thông báo cho người kiểm tra một cách nhanh chóng và dễ dàng. Chất thử nghiệm do các nhà khoa học tại Đại học California, San Diego phát triển, được tạo ra chủ yếu từ các polyme có nguồn gốc từ rong biển gọi là alginate kết hợp với tảo đơn bào sống gọi là dinoflagellate. Nó cũng chứa một loại polymer gọi là poly(ethylene glycol) diacrylate để giúp nó chịu được tải nặng.
Trong đại dương, tảo dinoflagellate tạo ra những tia sáng để ngăn chặn những kẻ săn mồi. Trong các cấu trúc nhỏ được in 3D bằng vật liệu mới, chúng cũng phát sáng khi vật liệu bị ép, kéo căng hoặc xoắn – ứng suất cơ học càng lớn thì ánh sáng càng sáng.
Quan trọng là, cảm biến ứng suất cơ học được làm bằng vật liệu này không yêu cầu bất kỳ nguồn điện hoặc thiết bị điện tử nào. Tuy nhiên, tảo tảo đòi hỏi chu kỳ sáng và tối đều đặn để quang hợp - năng lượng thu được từ ánh sáng được sử dụng để tạo ra phát quang sinh học trong bóng tối. Cho đến nay, cấu trúc in 3D ít cần bảo trì và có thể hoạt động trong khoảng 5 tháng trong “điều kiện khắc nghiệt”.
Sau khi được phát triển thêm, có thể hình dung rằng vật liệu này cũng có thể có ứng dụng trong các lĩnh vực như robot mềm hoặc cấy ghép y tế, sử dụng tín hiệu ánh sáng để giải phóng tải trọng thuốc hoặc thực hiện phương pháp điều trị.
"Công trình hiện tại này chứng minh một cách đơn giản để kết hợp các thành phần sống và không sống để tạo ra vật liệu mới có khả năng tự duy trì và nhạy cảm với các kích thích cơ học cơ bản trong tự nhiên", Chenghai Li, nghiên cứu sinh tiến sĩ trong phòng thí nghiệm của Giáo sư Shengqiang Cai, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết.
Một bài báo về nghiên cứu này gần đây đã được xuất bản trên tạp chí Science Advances. Trong video dưới đây, chúng ta có thể thấy một cấu trúc được làm từ vật liệu này phát sáng.