荷兰代尔夫特理工大学的研究人员将活细胞整合至功能性材料中，成功研制出一款依靠藻类和光线驱动的“追光”机械臂。该机械臂表面附着微小的藻类，无需电机或电线，仅凭光照即可实现弯曲、抓取及在水下拾起小型物体的功能。相关研究成果已发表在最新一期的《自然·通讯》期刊上。

这款机械臂的执行器本体是一条绿色软带，由两层不同种类的水凝胶叠加而成，藻类细胞附着在其外层。软带长约2厘米，厚度约1毫米，形状可根据需求调整，以执行不同动作。在演示中，软带在光照下弯曲成钩状，成功钩住并提起一个橡胶环，同时还能包裹住一颗小金属球。其动作虽不迅速，但足够轻柔，适合在水下接触易损物品。

“追光”机械臂的驱动力源于藻类的光合作用。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成分，这些代谢过程导致水凝胶局部酸碱度升高。由于两层水凝胶对酸碱变化的膨胀反应不同，一层膨胀较多、另一层较少，整条软带便会向一侧弯曲。光照关闭后，藻类细胞继续呼吸消耗产物，二氧化碳重新释放到水中，酸碱度下降，水凝胶收缩，不到10秒内机械臂便开始向反方向弯曲。这意味着，开灯和关灯分别对应一次来回动作。

这一系统的独特之处在于对活体材料的运用。藻类能够依靠光照自主维持代谢，无需持续的外部供电，适用于长期、低能耗且对环境敏感的软体机器人，例如水下轻操作，或仿生装置中随光变形的叶片、遮阳板、农业支架等应用场景。

该项目最初旨在验证将活细胞嵌入功能材料后能驱动何种行为。最终，研究人员观察到微生物代谢被转化为机械运动——合成材料不再仅是被动受控，而是借助藻类的生理节奏自主运动。这一成果在球队中类似于优化NBA替补轮换策略，通过灵活调整资源实现高效运转。

研究人员同时强调，这仍属于概念验证阶段，当前机械臂形状简单，负载能力有限。下一步，他们将着力提升机械臂的负载能力、使用寿命及光照控制精度。（记者张梦然）