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美國(guó)科羅拉多大學(xué)博爾德分校的研究團(tuán)隊(duì)在最新一期《科學(xué)進(jìn)展》上發(fā)表的一項(xiàng)研究顯示，他們讓一種名為“新月梨甲藻”的發(fā)光藻類(lèi)在外界化學(xué)刺激下持續(xù)發(fā)光，時(shí)長(zhǎng)可達(dá)25分鐘。這一成果為開(kāi)發(fā)無(wú)需電池的發(fā)光材料、自主機(jī)器人照明系統(tǒng)，以及活體水質(zhì)傳感器提供了新的技術(shù)路徑。

新月梨甲藻是一種單細(xì)胞浮游藻類(lèi)，平時(shí)依靠海水、陽(yáng)光和二氧化碳生存，當(dāng)受到水流擾動(dòng)或機(jī)械刺激時(shí)，會(huì)瞬間發(fā)出藍(lán)光。然而，這種自然發(fā)光通常僅持續(xù)數(shù)毫秒，難以用于實(shí)際應(yīng)用。

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)改變?cè)孱?lèi)所處環(huán)境的酸堿度，可以有效激活并延長(zhǎng)其發(fā)光反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在pH值為4的酸性溶液（約等于番茄汁的酸度）中，藻類(lèi)可連續(xù)發(fā)光長(zhǎng)達(dá)25分鐘，光線集中且明亮；而在pH值為10的堿性溶液（接近溫和肥皂水）中，藻類(lèi)也能發(fā)光，但光線較為分散，持續(xù)時(shí)間較短。

為了將這些發(fā)光藻類(lèi)轉(zhuǎn)變?yōu)榭杉庸さ陌l(fā)光材料，團(tuán)隊(duì)將其嵌入一種天然來(lái)源的水凝膠中，并利用3D打印技術(shù)將其制備成多種形狀，包括月牙形圖案和大學(xué)?；铡Ｔ谒嵝曰驂A性溶液的激發(fā)下，打印結(jié)構(gòu)內(nèi)部的藻類(lèi)被激活發(fā)出藍(lán)光，使整個(gè)結(jié)構(gòu)整體發(fā)光。

進(jìn)一步測(cè)試表明，這些藻類(lèi)在3D打印結(jié)構(gòu)中可保持活性數(shù)周。其中，在酸性條件下保存的樣品，其發(fā)光亮度在4周后仍可維持在初始水平的75%。

這類(lèi)活體發(fā)光材料有望應(yīng)用于深海或太空等難以穩(wěn)定供電的環(huán)境，為自主設(shè)備提供無(wú)需電池的照明方案。同時(shí)，如果該藻類(lèi)對(duì)特定化學(xué)物質(zhì)具有響應(yīng)能力，還可拓展為水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器，在檢測(cè)到污染物時(shí)通過(guò)發(fā)光發(fā)出預(yù)警信號(hào)。