Инженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали материал, который светится при сдавливании, растяжении, скручивании или сгибании. Он подойдет для создания мягких роботов для подводных исследований и других работ в темноте.
Для своей работы ученые изучили биолюминесцентные волны, которые иногда возникают на пляжах Сан-Диего во время красных приливов. Источником свечения являются одноклеточные водоросли, называемые динофлагеллятами. Ученые выяснили, что они начинают светиться только при механическом воздействии.
Для изготовления устройств исследователи вводят раствор динофлагеллята Pyrocystis lunula внутрь полости из мягкого эластичного прозрачного материала. Материал может быть любой формы — в своей работе исследователи протестировали различные формы, включая плоские листы, X-образные структуры и небольшие мешочки.
Устройства можно заряжать светом. Динофлагелляты являются фотосинтезирующими, то есть они используют солнечный свет для производства пищи и энергии. Яркий свет на устройствах в течение дня дает им энергию, необходимую для свечения ночью.
Различные объеты, созданные из нового материала. Изображение: Chenghai Li et al., Nature Communications
Самой большой проблемой было выяснить, как поддерживать жизнь и процветание динофлагеллят внутри материальных структур, говорят ученые. Самым трудным было обеспечить доступ кислорода. Исследователи решили эту проблему, сделав материал достаточно пористым, чтобы пропускать газы, но сохранять культуры внутри.
Устройства настолько чувствительны, что даже легкого прикосновения достаточно, чтобы они засветились, отмечают авторы работы. Исследователи заставили устройства светиться, вибрируя их, рисуя на их поверхности и обдувая их воздухом. Это значит, что даже легкого воздушного потока будет достаточно, чтобы роботы начинали светиться. При этом управлять устройством можно с помощью небольших магнитов.
