科技日报记者 张佳欣
美国科罗拉多大学博尔德分校的研究团队在最新一期《科学进展》上发表的一项研究显示，他们让一种名为“新月梨甲藻”的发光藻类在外界化学刺激下持续发光，时长可达25分钟。这一成果为开发无需电池的发光材料、自主机器人照明系统，以及活体水质传感器提供了新的技术路径。
新月梨甲藻是一种单细胞浮游藻类，平时依靠海水、阳光和二氧化碳生存，当受到水流扰动或机械刺激时，会瞬间发出蓝光。然而，这种自然发光通常仅持续数毫秒，难以用于实际应用。
研究团队发现，通过改变藻类所处环境的酸碱度，可以有效激活并延长其发光反应。实验结果显示，在pH值为4的酸性溶液（约等于番茄汁的酸度）中，藻类可连续发光长达25分钟，光线集中且明亮；而在pH值为10的碱性溶液（接近温和肥皂水）中，藻类也能发光，但光线较为分散，持续时间较短。
为了将这些发光藻类转变为可加工的发光材料，团队将其嵌入一种天然来源的水凝胶中，并利用3D打印技术将其制备成多种形状，包括月牙形图案和大学校徽。在酸性或碱性溶液的激发下，打印结构内部的藻类被激活发出蓝光，使整个结构整体发光。
进一步测试表明，这些藻类在3D打印结构中可保持活性数周。其中，在酸性条件下保存的样品，其发光亮度在4周后仍可维持在初始水平的75%。
这类活体发光材料有望应用于深海或太空等难以稳定供电的环境，为自主设备提供无需电池的照明方案。同时，如果该藻类对特定化学物质具有响应能力，还可拓展为水质监测传感器，在检测到污染物时通过发光发出预警信号。
