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Materiales vivos desarrollados en UC San Diego brillan al recibir tensión gracias a

algas unicelulares

Redacción Laura

Materiales vivos desarrollados en UC San Diego brillan al recibir tensión gracias a algas unicelulares

Investigadores de la UC San Diego han creado innovadores materiales que brillan en respuesta a tensiones mecánicas como compresión, estiramiento o torsión. Estos materiales, inspirados en las mareas rojas bioluminiscentes de San Diego, derivan su luminiscencia de algas unicelulares y no requieren de fuentes de energía externas, según se informa en la revista Science Advances.


La clave de estos materiales reside en los dinoflagelados, un tipo de alga unicelular, combinados con un polímero a base de algas llamado alginato. Mediante técnicas de impresión 3D, los científicos dieron forma a esta solución en múltiples estructuras, desde espirales hasta pirámides. Una vez sometidos a diversas tensiones, estos materiales emitían luz, imitando la estrategia defensiva natural de los dinoflagelados en el mar.


"La capacidad de convertir estímulos mecánicos directamente en emisión de luz sin requerir electrónica o energía adicional muestra cómo podemos aprovechar el poder de la naturaleza en la ingeniería", comentó el Dr. Shengqiang Cai, autor principal del estudio y profesor en la Escuela de Ingeniería Jacobs de UC San Diego.


La intensidad del brillo emitido varía según la magnitud de la tensión aplicada, y los investigadores han desarrollado un modelo matemático para prever esta relación. Además, para fortalecer y proteger estos materiales en diferentes entornos, se incorporaron polímeros adicionales, permitiendo que mantengan sus propiedades incluso en agua de mar durante cinco meses.


Para que los materiales mantengan su bioluminiscencia, los dinoflagelados dentro necesitan alternar ciclos de luz y oscuridad. En la luz, realizan fotosíntesis, mientras que en la oscuridad emiten luz al ser sometidos a tensión. Esta característica recuerda a los fenómenos naturales que ocurren durante las mareas rojas.


Chenghai Li, primer autor del estudio, destaca que estos hallazgos representan una integración singular entre lo orgánico y lo inorgánico para desarrollar materiales autosuficientes. Se prevé que, en el futuro, podrían emplearse en robótica blanda, dispositivos biomédicos y sensores mecánicos. Sin embargo, aún se requiere de más investigación para optimizar estas aplicaciones.


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