Araştırmacılara göre bu cihazlar, çevresini aydınlatmak için herhangi bir elektronik cihaza ihtiyaç duymadıklarından dolayı, derin denizleri ve diğer karanlık alanları keşfedecek robotlar oluşturmak için mükemmeller.
Haberimize konu olan cihaz hakkındaki bilgiler, yakın zamanda Nature Communications dergisinde yayınlandı.
Ezildiğinde, üflendiğinde veya esnetildiğinde parlıyor
Gelgit olayları sırasında San Diego sahillerinde bazen görülebilen biyolüminesan dalgalar, araştırmacıların bu cihazın prototipini üretmesi için ilham kaynağı oldu. Araştırma makalesinin yazarı ve UC San Diego Jacobs Mühendislik Okulu'nda makine ve uzay mühendisliği profesörü olan Shengqiang Cai, bir baharda ailesiyle birlikte gece vakti parıldayan mavi dalgaları izlerken bu çarpıcı görüntüyü neyin oluşturduğu hakkında daha fazla bilgi edinmek için araştırmalara başladı.
Işığın kaynağı, dinoflagellat adı verilen tek hücreli bir alg türüydü. Ancak Cai'yi özellikle şaşırtan şey ise, dinoflagellatların okyanus dalgalarından gelen mekanik strese maruz kaldıklarında ışık ürettiklerini öğrenmek oldu.
"Bu benim için çok ilginçti çünkü araştırmam, malzemelerin mekaniğine odaklanıyor"
Cai, karanlıkta elektriksiz kullanılabilen yumuşak robotlar için cihazlar geliştirmek üzere bu doğal parıltıdan yararlanmak istedi. Dinoflagellatlarda biyolüminesansı ve çeşitli su akışı koşullarına nasıl tepki verdiğini inceleyen UC San Diego Scripps Oşinografi Enstitüsü'nde deniz biyoloğu olan Michael Latz ile birlikte çalıştı. Bu işbirliği, Latz'ın biyolüminesans konusundaki temel araştırmasını Cai'nin robotik uygulamalara yönelik malzeme bilimi çalışmasıyla birleştirmek için mükemmel bir fırsat oldu.
Cihazları yapmak için araştırmacılar, yumuşak, esnek, şeffaf bir malzemeden oluşan bir oyuğun içine dinoflagellate Pyrocystis lunula'nın bir kültür solüsyonunu enjekte etti. Üretilen malzeme şekli herhangi bir şekilde olabilir; burada araştırmacılar düz levhalar, X şeklindeki yapılar ve küçük poşetler dahil olmak üzere çeşitli şekilleri test ettiler.
Malzemeye basıldığında, gerildiğinde veya herhangi bir şekilde deforme olduğunda içindeki dinoflagellat solüsyonunun akmasına neden oldu. Bu da akıştan kaynaklanan mekanik stresi tetikledi ve dinoflagellatların parlamasını sağladı. Buradaki tasarımın önemli bir özelliği ise, malzemenin iç yüzeyinin kaba bir iç doku vermek için küçük sütunlarla kaplandı. Uygulanan tasarım, malzemenin içindeki sıvı akışını bozar ve daha güçlü hale getirir. Bu durum, dinoflagellatlara daha fazla stres uygular ve bu da daha parlak bir parıltıyı tetiklemekte yardımcı olur.
Makalede bahsedilene göre, cihazlar o kadar hassastır ki hafif bir dokunuş bile parlamaları için yeterlidir. Araştırmacılar ayrıca cihazları titreterek, yüzeylerini çizerek ve üzerlerine hava üfleyerek bükülmelerini ve sallanmalarını sağlayarak parlamasını sağladılar. Bu da, ışık üretmek için hava akışını toplamak için potansiyel olarak kullanılabileceğini gösteriyor. Araştırmacılar ayrıca cihazların içine manyetik olarak yönlendirilebilmeleri için hareket ettikçe ve büküldükçe parıldayan küçük mıknatıslar yerleştirdiler.