Forscher der University of Colorado Boulder (CU Boulder) haben lichtemittierende lebende Materialien entwickelt, indem sie einen marinen Mikroorganismus in 3D-gedruckte Alginat-Gerüste einbetteten und dessen Biolumineszenz chemisch aktivierten. Die in Science Advances veröffentlichten Konstrukte wurden unter Verwendung des Dinoflagellaten Pyrocystis lunula hergestellt und behielten über vier wöchentliche Stimulationszyklen eine funktionale Lichtabgabe bei, ohne strukturell zu zerfallen.
Diese innovativen Materialien nutzen die natürliche Fähigkeit von Pyrocystis lunula, Licht zu emittieren, wenn sie chemisch stimuliert werden. Durch die Integration dieser Mikroorganismen in speziell gestaltete Alginat-Strukturen konnten die Forscher eine kontrollierte und wiederholbare Lichtquelle schaffen. Die 3D-Drucktechnologie ermöglichte es, die Gerüste präzise zu gestalten, um die Mikroorganismen optimal zu beherbergen und ihre Lebensfähigkeit sowie ihre biolumineszenten Eigenschaften zu erhalten.
Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass diese lebenden Materialien nicht nur einmalig Licht abgeben können, sondern über mehrere Zyklen hinweg funktionstüchtig bleiben. Dies ist ein bedeutender Fortschritt gegenüber früheren Ansätzen, bei denen die biolumineszenten Eigenschaften oft schnell nachließen. Die Fähigkeit, die Lichtabgabe über vier Wochen hinweg zu wiederholen, eröffnet neue Möglichkeiten für Anwendungen, die eine langanhaltende und nachhaltige Lichtquelle erfordern, wie z.B. in der Biomedizin, bei der Entwicklung von Sensoren oder für neuartige Beleuchtungslösungen.