无论是机器、建筑还是飞机，了解部件是否承受机械应力总是很有帮助的。一种新型材料利用集成的发光藻类，可以快速、方便地让检查人员了解情况。这种实验物质由加州大学圣迭戈分校的科学家开发，主要由海藻基聚合物（称为藻酸盐）与被称为甲藻的活单细胞藻类结合而成。它还含有一种名为聚（乙二醇）二丙烯酸酯的聚合物，以帮助其承受重负荷。
用生物发光材料制成的部分 3D 打印结构 图/加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院
在海洋中，甲藻会产生闪光，以威慑捕食者。在用这种新材料 3D 打印出来的小型结构中，当材料受到挤压、拉伸或扭曲时，它们同样会发光--机械应力越大，发光越亮。
重要的是，这种材料制成的机械应力传感器不需要任何电源或电子设备。尽管如此，甲藻确实需要有规律的光照和黑暗循环才能进行光合作用--从光中获得的能量用于在黑暗中产生生物发光。到目前为止，3D打印结构在"苛刻的条件"下几乎不需要维护，就能工作五个月左右。
一旦进一步开发，可以想象这种材料还可以应用于软体机器人或医疗植入物等领域，后者利用光信号释放药物载荷或进行治疗。
"目前的这项工作展示了一种简单的方法，将生物体与非生物组件结合起来，制造出新型材料，这种材料能够自我维持，并对自然界中的基本机械刺激敏感，"该研究的资深作者蔡胜强教授实验室的博士生李成海说。
有关这项研究的论文最近发表在《科学进展》（Science Advances）杂志上。在下面的视频中，我们可以看到用这种材料制成的结构在发光。