由藻类和光驱动的机械臂制成 - 爱游戏体育

荷兰代尔夫特理工大学的科研团队将活体细胞整合至功能性材料中，成功研制出一款由藻类和光线驱动的“趋光”机械臂。该机械臂表面附着微型藻类，无需电机或电线，仅依靠光照即可在水中弯曲、抓取并提起小型物体。相关研究成果已发表在最新一期的《自然·通讯》期刊上。

这款机械臂执行器本身是一条绿色柔性带，由两层不同特性的水凝胶叠加而成，藻类细胞附着于外层。其长度约2厘米，厚度约1毫米，形态可根据需求调整，以实现多种动作。在实验演示中，柔性带在光照下弯曲成钩状，能够钩起橡胶环并提升，同时也能包裹住一颗小金属球。动作虽不迅速，但足够轻柔，适合在水下接触易损物品。

“趋光”机械臂的动力源自藻类的光合作用。当光照开启时，微藻利用光能将二氧化碳转化为糖类等细胞内物质，同时利用氮元素构建自身结构，这些代谢过程导致水凝胶局部酸碱度升高。两层水凝胶对酸碱变化的膨胀反应存在差异，一层膨胀较多，另一层较少，从而使整条带子向一侧弯曲。光照关闭后，藻类细胞继续呼吸消耗产物，二氧化碳返回水中，酸碱度下降，水凝胶收缩，不到10秒内机械臂便开始反向弯曲。这意味着，开灯和关灯分别对应一次往返动作。

该系统的独特之处在于对活体材料的应用。藻类能够依靠光照自行维持代谢，无需持续外部供电，适用于长期、低能耗、对环境敏感的软体机器人领域，例如水下轻量操作，或仿生装置中随光变形的叶片、遮阳板、农业支架等。如需更多信息，可访问 ayx.com 获取相关资源。

该项目的初衷是验证将活体细胞嵌入功能材料中，探索其能驱动的行为。最终，研究人员观察到微生物代谢被转化为机械运动——合成材料不再仅仅被动受控，而是借助藻类的生理节奏主动运动。

研究人员同时强调，这目前仅为概念验证，机械臂形状简单，负载能力有限。接下来，他们将致力于提升机械臂的负载能力、使用寿命以及光照控制精度。（记者张梦然）