發(fā)光藻類(lèi)能當(dāng)燈泡用？科學(xué)家讓它亮了25分鐘

海洋深處藏著地球上最壯觀的光影秀。據(jù)估計(jì)，在海底最深處，高達(dá)90%的生物至少具備某種程度的生物發(fā)光能力——這是細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)帶來(lái)的微光。但這種縹緲的光亮并非深海專屬。像夜光藻（Pyrocystis lunula）這樣的生物發(fā)光藻類(lèi)，偶爾會(huì)在海浪頂端閃現(xiàn)冷藍(lán)色的光芒，供其他生物瞥見(jiàn)。

肉眼捕捉這些微光卻極為困難。夜光藻只在受到擾動(dòng)時(shí)才會(huì)發(fā)光，每次僅持續(xù)幾毫秒。然而，如果翻轉(zhuǎn)藻類(lèi)體內(nèi)的某些化學(xué)開(kāi)關(guān)，這些光理論上可以維持更長(zhǎng)時(shí)間。一旦實(shí)現(xiàn)，無(wú)害的生物體就能取代制造人造光源所需的有毒化學(xué)品，甚至減少照明用電。

"這個(gè)項(xiàng)目是個(gè)大膽的想法，"科羅拉多大學(xué)博爾德分校土木工程師Wil Srubar在近期的一次訪談中說(shuō)，"我好奇能否創(chuàng)造一個(gè)不用電、而是用生物來(lái)發(fā)光的世界。"

基于先前研究，Srubar和同事評(píng)估了夜光藻對(duì)酸性和堿性化合物的生物發(fā)光反應(yīng)。他們測(cè)試了一種pH值為4的酸性化合物（類(lèi)似番茄汁）和一種pH值為10的堿性化合物（類(lèi)似洗手液）。

研究結(jié)果發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》期刊，表明藻類(lèi)可能成為更明亮、更可持續(xù)未來(lái)的一部分。兩種情況下，夜光藻都開(kāi)始發(fā)光。酸性暴露使藻類(lèi)明亮發(fā)光長(zhǎng)達(dá)25分鐘，而堿性化合物產(chǎn)生的光更短、更彌散。

"找到能讓光長(zhǎng)時(shí)間保持的合適化學(xué)刺激物時(shí)，那是非常激動(dòng)人心的時(shí)刻，"工程師、研究合著者Giulia Brachi說(shuō)，"這是我們首次弄清楚如何維持發(fā)光。"

團(tuán)隊(duì)并未止步于此。工程師們將藻類(lèi)嵌入用天然材料3D打印的水凝膠制成的各種形狀物體中。由于酸和堿溶液對(duì)夜光藻并非致命，這些生物在持續(xù)發(fā)光的同時(shí)存活了數(shù)周。四周后，經(jīng)酸處理的樣本仍保持75%的亮度。

據(jù)研究團(tuán)隊(duì)介紹，夜光藻的應(yīng)用范圍廣泛。自主機(jī)器人和太空探索設(shè)備可以利用藻類(lèi)產(chǎn)生無(wú)需電池的光源。如果藻類(lèi)對(duì)其他化學(xué)物質(zhì)也有反應(yīng)，它可能成為檢測(cè)水質(zhì)或毒性的工具。此外，這種光合藻類(lèi)不產(chǎn)生碳——它吞噬碳。

"我們?cè)趦?chǔ)存碳的同時(shí)生產(chǎn)光，而傳統(tǒng)方式是為了照亮空間而排放碳，"Srubar說(shuō)。