分析:蓝色发光波浪背后的藻类点亮了新设备

使海浪发出蓝光的藻类启发了工程师们发明一种新装置。这种新装置利用微生物,在受到力的作用时会发光
只要触摸或拉动,新装置就会发光——这要归功于照亮海洋的藻类。
蔡胜强还记得自己第一次在加州圣地亚哥的海滩上看到如此明亮的海浪的情景。“太美了,”他说。“它发出蓝光,在漆黑的夜晚也能看见它。”蔡胜强是一名机械工程师和材料科学家,在加州大学圣地亚哥分校工作。
蔡了解到,这种光是由单细胞藻类产生的。这种藻类(Pyrocystis lunula)具有生物发光性,也就是说它们会发光。当它们受到海浪的冲击时,就会发光。没有人知道为什么。但这种神秘的能力引发了蔡的思考。“藻类就像一种智能材料,”他说。也就是说,它们会以一种可能有用的方式对外界的某种东西做出反应。

蔡说,很少有材料能因外力而发光——尤其是像海浪拍打海滩这样温和的外力。具有这种罕见特性的材料可能适合收集环境数据或监测黑暗的地方。
为了研究发光藻类能否转化为有用的材料,蔡的团队在实验室中培育了一些藻类。他们将藻类注入柔软透明塑料内的腔室中。然后,他们拉伸该装置以查看藻类会发出多亮的光。
该团队还制作了一个装满发光藻类的微型机器人。据李成海介绍,它旨在模仿发光的海洋动物,比如一些鱿鱼和水母。李成海也是一名机械工程师和材料科学家。他是加州大学圣地亚哥分校蔡的团队成员。该机器人有四条腿,排列成 X 形,每条腿的末端都有一块磁铁。另一块磁铁可用于操纵机器人。
研究团队观察了里面的藻类发光的时间。机器人在实验室中发光了 29 天,直到实验结束。研究团队于 7 月 7 日在《自然通讯》上分享了他们的研究成果。
研究人员表示,这种机器人可用于感知周围环境。例如,空气流过藻类机器人会使其发光,从而让机器人测量周围的风。或者发光机器人可以帮助探索黑暗环境。例如,深海中的一组发光机器人可以帮助侦察该区域,而无需携带灯光。



数据挖掘:
- 看图A。亮度如何随着细胞浓度的增加而变化?
- 当光线亮度超过一定水平时,研究人员的相机无法很好地捕捉光线。亮度是多少?在什么细胞浓度下亮度似乎停止变化?
- 如果相机能够捕捉到更多的光线,这些数据会是什么样子?
- 看图 B。该图上亮度的范围或值分布是多少?
- 亮度如何随应变率变化?
- 看图C,亮度如何随着器件拉长而变化?
- 研究人员该如何修改他们的设备以获得更明亮的光芒?
- 有哪些方法可以使用触摸或拉动时发光的物体?
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