機械、建物、航空機のいずれであっても、コンポーネントが機械的ストレスを受けているかどうかを知ることは常に役に立ちます。新しい材料では、統合された発光藻類を使用して、検査官に迅速かつ簡単に情報を提供します。カリフォルニア大学サンディエゴ校の科学者によって開発されたこの実験物質は、主にアルギン酸塩と呼ばれる海藻ベースのポリマーと渦鞭毛藻と呼ばれる生きた単細胞藻類を組み合わせて作られています。また、重い負荷に耐えられるように、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートと呼ばれるポリマーも含まれています。
海では、渦鞭毛藻は捕食者を阻止するために閃光を発します。新しい材料で 3D プリントされた小さな構造では、材料が絞られたり、伸びたり、ねじられたりすると光ります。機械的応力が大きいほど、光はより明るくなります。
重要なのは、この材料で作られた機械的応力センサーは電源や電子機器を必要としないことです。それでも、渦鞭毛藻は光合成を行うために定期的な明暗サイクルを必要とする。光から得たエネルギーは、暗闇で生物発光を生成するために使用される。これまでのところ、3D プリントされた構造はほとんどメンテナンスを必要とせず、「過酷な条件」下でも約 5 か月間動作することができます。
この材料がさらに開発されれば、光信号を使用して薬剤ペイロードを放出したり治療を行ったりするソフトロボット工学や医療インプラントなどの分野にも応用できる可能性があると考えられます。
「今回の研究は、生物成分と非生物成分を組み合わせて、自立し、自然界に見られる基本的な機械的刺激に敏感な新しい材料を作成する簡単な方法を示しています」と、この研究の主著者である蔡盛強教授の研究室の博士課程学生チェンハイ・リー氏は述べた。
この研究に関する論文は最近、雑誌 Science Advances に掲載されました。下のビデオでは、この材料で作られた構造が光っているのを見ることができます。