無論是機器、建築或飛機，了解零件是否承受機械應力總是很有幫助的。一種新型材料利用整合的發光藻類，可以快速、方便地讓檢查人員了解情況。這種實驗物質由加州大學聖迭戈分校的科學家開發，主要由海藻基聚合物（稱為藻酸鹽）與被稱為甲藻的活單細胞藻類結合而成。它還含有一種名為聚（乙二醇）二丙烯酸酯的聚合物，以幫助其承受重負荷。

用生物發光材料製成的部分3D 列印結構圖/加州大學聖地牙哥分校雅各布斯工程學院

在海洋中，甲藻會產生閃光，以嚇阻捕食者。在用這種新材料3D 列印出來的小型結構中，當材料受到擠壓、拉伸或扭曲時，它們同樣會發光–機械應力越大，發光越亮。

重要的是，由這種材料製成的機械應力感測器不需要任何電源或電子設備。儘管如此，甲藻確實需要規律的光照和黑暗循環才能進行光合作用–從光中獲得的能量用於在黑暗中產生生物發光。到目前為止，3D列印結構在”苛刻的條件”下幾乎不需要維護，就能工作五個月左右。

一旦進一步開發，可以想像這種材料還可以應用於軟體機器人或醫療植入物等領域，後者利用光訊號釋放藥物負荷或進行治療。

“目前的這項工作展示了一種簡單的方法，將生物體與非生物組件結合起來，製造出新型材料，這種材料能夠自我維持，並對自然界中的基本機械刺激敏感，”該研究的資深作者蔡勝強教授實驗室的博士生李成海說。

有關這項研究的論文最近發表在《科學進展》（Science Advances）雜誌上。在下面的影片中，我們可以看到用這種材料製成的結構在發光。