سواء أكانت آلة، أو مبنى، أو طائرة، فمن المفيد دائمًا معرفة ما إذا كان المكون يخضع لضغط ميكانيكي. تستخدم مادة جديدة طحالب مدمجة باعثة للضوء لإبلاغ المفتشين بسرعة وسهولة. المادة التجريبية، التي طورها العلماء في جامعة كاليفورنيا، سان دييغو، مصنوعة بشكل أساسي من بوليمرات أساسها الأعشاب البحرية تسمى ألجينات مع طحالب حية وحيدة الخلية تسمى دينوفلاجيلات. كما أنه يحتوي على بوليمر يسمى بولي (إيثيلين جلايكول) دياكريلات لمساعدته على تحمل الأحمال الثقيلة.
في المحيط، تنتج السوطيات الدينوفالية ومضات من الضوء لردع الحيوانات المفترسة. وفي الهياكل الصغيرة المطبوعة ثلاثية الأبعاد باستخدام المادة الجديدة، فإنها تتوهج أيضًا عند ضغط المادة أو تمددها أو لفها - فكلما زاد الضغط الميكانيكي، زاد سطوع الضوء.
والأهم من ذلك، أن أجهزة استشعار الضغط الميكانيكية المصنوعة من هذه المادة لا تتطلب أي مصدر طاقة أو إلكترونيات. ومع ذلك، تحتاج الدينوفلاجيلات إلى دورات منتظمة من الضوء والظلام من أجل عملية التمثيل الضوئي، حيث تُستخدم الطاقة المكتسبة من الضوء لإنتاج تلألؤ بيولوجي في الظلام. وحتى الآن، تتطلب الهياكل المطبوعة ثلاثية الأبعاد القليل من الصيانة، ويمكن أن تعمل لمدة خمسة أشهر تقريبًا في ظل "ظروف قاسية".
وبمجرد تطويرها بشكل أكبر، من الممكن أن يكون لهذه المادة أيضًا تطبيقات في مجالات مثل الروبوتات اللينة أو الغرسات الطبية، والتي تستخدم الإشارات الضوئية لإطلاق حمولات الأدوية أو تقديم العلاج.
وقال تشنغهاي لي، طالب الدكتوراه في مختبر البروفيسور شينج تشيانغ كاي، كبير مؤلفي الدراسة: "يوضح العمل الحالي طريقة بسيطة للجمع بين المكونات الحية وغير الحية لإنشاء مواد جديدة مكتفية ذاتيا وحساسة للمحفزات الميكانيكية الأساسية الموجودة في الطبيعة".
وقد نُشرت مؤخرًا ورقة بحثية عن هذا البحث في مجلة Science Advances. في الفيديو أدناه، يمكننا أن نرى هيكلًا مصنوعًا من هذه المادة المتوهجة.