无需电力即可发光？发光藻类有望实现照明

# 不需要电力就能发光？发光藻类或可实现这一愿景 来源：https://www.colorado.edu/today/2026/05/06/light-without-electricity-glowing-algae-could-make-it-possible 想象一片幽蓝色的光芒随音乐节奏起伏闪烁。但这并非充满有毒化学物质的荧光棒，而是来自活体藻类、按需闪耀的微光。 在5月6日发表于 *Science Advances* 的一项新研究（https://doi.org/10.1126/sciadv.aee3907）中，CU Boulder 研究人员与合作伙伴公布了一项可能实现这一愿景的新技术。他们成功按下了藻类的“灯光开关”，并仅通过简单的化学溶液就使其持续发光。这一发现为未来技术打开了大门，例如能在黑暗环境中自主运行的机器人以及用于水质监测的活体传感器。 “这个项目最初只是一个极具野心的设想，”土木、环境与建筑工程系教授 Wil Srubar（https://www.colorado.edu/ceae/wil-v-srubar）表示，“我一直好奇，我们是否能创造一个不依赖电力，而是利用生物学机制来产生光源的世界。这项发现确实为开发其他生物发光材料和器件铺平了道路。” 在自然界中，从萤火虫到安康鱼，甚至某些真菌都能自身发光，这种现象被称为生物发光。在深海区域，高达 90%（https://oceantoday.noaa.gov/bioluminescence/）的生物可能都依靠细胞内的化学反应来发出幽光。 *Pyrocystis lunula* 是一种会发光的藻类，也是偶尔能在海浪中看到的那种冰蓝色微光的主要来源之一。这些光合生物仅靠海水、阳光和 CO2 生存。例如，当受到汹涌波涛或过往船只的扰动时，它们就会发出闪光。 但这些闪光通常只持续几毫秒。Srubar 及其团队一直在思考，能否改用化学手段让光线持续亮起。此前的研究表明，接触不同的化合物可能会激活 *P. lunula* 的发光反应。因此，研究团队将藻类分别置于 pH 值为 4 的酸性溶液（类似于番茄汁）和 pH 值为 10 的碱性溶液（类似于温和肥皂水）中。 他们发现，这两种环境都能触发 *P. lunula* 发光。在酸性条件下，藻类可持续发光长达 25 分钟，且光线明亮、集中；而在碱性条件下，发光则较为弥散且持续时间较短。 八张黑色背景下的 3D 打印图案照片 酸性（top）和碱性（bottom）环境引发了藻类不同的生物发光行为。（图片来源：Giulia Brachi） “当我们找到那种能让光线长时间保持亮起的合适化学刺激物时，那一刻非常令人激动，”本文第一作者、同时也是土木、环境与建筑工程系的科研助理 Giulia Brachi 表示，“这是我们首次弄清楚了如何实现发光状态的持续维持。” 为了让这些发光藻类转化为止可用的材料，研究人员将其嵌入了一种天然衍生的水凝胶（一种水性凝胶基质）中。随后，他们利用 3D 打印技术将这种材料塑造成各种结构与形态，从新月图案一直到 CU Buffalo 队徽标志。 通过将这些结构暴露于酸性或碱性溶液中，他们成功诱导内部的 *P. lunula* 发光，使整个结构泛起幽蓝的光芒。 在这些打印结构内部，藻类存活了数周之久。其中酸性条件效果最佳，置于其中的 *P. lunula* 即使在四周后仍能保持初始亮度 75% 的水平。 这项成果的应用前景远不止于打造引人注目的视觉设计。这些活体材料未来或许能为深海或太空探索的自主机器人提供照明，且无需依赖电池。 接下来，该团队正在探索 *P. lunula* 是否会对其他化学物质产生反应。如果是这样，它们还可作为水质监测工具，在检测到毒素时自动发光警示。 除了具备照明能力，*P. lunula* 还能带来环境效益。由于这类藻类可以进行光合作用，它们会将溶解在水中的碳转化为能量。 “我们在生产光能的同时还在封存碳，而传统照明方式则是排放碳来照亮空间，” Srubar 指出。 是的，未来的电子音乐节现场或许有一天也能依靠活体藻类供能的光芒来闪耀。