Исследователи из Университета Колорадо в Боулдере разработали способ 3D-печати светящихся структур, используя одноклеточные биолюминесцентные водоросли Pyrocystis lunula. Полученные объекты излучают яркий голубовато-циановый свет. Результаты опубликованы в журнале Science Advances.
Главный автор работы Джулия Брачи обнаружила, что кратковременное добавление слабокислого раствора заставляет водоросли долго и устойчиво светиться. Изначально она пыталась имитировать механическое воздействие океанских волн, но водоросли на это почти не реагировали. Кислотный метод оказался гораздо эффективнее: свечение продолжалось до 25 минут.
Брачи заключила водоросли в гидрогель — мягкую водосодержащую массу — и напечатала из этой «живой чернил» различные фигуры, в том числе полумесяц (символично, ведь именно так выглядят клетки Pyrocystis lunula под микроскопом).
Свечение возникает благодаря реакции между двумя веществами внутри клетки: ферментом люциферазой и молекулой люциферином (оба названия происходят от латинского «светоносец»).
Профессор Уил Срубар отметил, что водоросли довольно автономны — им достаточно морской воды для поддержания жизнедеятельности. По его мнению, технология может применяться для создания светящихся браслетов и палочек, а также биосенсоров, которые будут загораться при обнаружении токсинов в окружающей среде.
Профессор Крис Хоу из Кембриджского университета, не участвовавший в исследовании, назвал работу «очень интересным первым шагом». Он отметил, что переход от лабораторных условий к реальному миру будет непростым, но подчеркнул важный плюс: использование биолюминесценции в небольших устройствах поможет существенно снизить количество отработанных батареек.
Однако не все специалисты разделяют оптимизм. Профессор-эмеритус Энтони Кэмпбелл из Университета Кардиффа выразил сомнение: по его словам, водоросли плохо переносят pH около 4 (кислотность томатного сока) — это вызывает у них сильный стресс и вряд ли позволит долго сохранять жизнеспособность.
Почему Pyrocystis lunula вообще научились светиться, до сих пор точно неизвестно. Одна из наиболее правдоподобных версий — защитная функция: вспышки света отпугивают хищников. «Это довольно убедительное объяснение, но стопроцентной уверенности нет», — заключил Крис Хоу.