Kell elektromosság? Kezdj sírni.
Oké, nem pontosan. Az ír tudósok azonban felfedezték, hogy az emberi könnyben található fehérje nagy nyomás alá helyezve áramot termelhet. Reméljük, hogy ez a megállapítás biztonságosabb módszert eredményezhet az orvosbiológiai eszközök, például a szívritmus-szabályozók táplálására.
Egyes anyagok, köztük a kristályok, a csontok, a fa és a különféle fehérjék összehúzódáskor felhalmozódnak az elektromos töltés során. Ez a közvetlen piezoelektromosságnak nevezett képesség olyan változatos alkalmazásokkal rendelkezik, mint a gitárfelvétel, az orvosbiológiai érzékelők, a mobiltelefon-vibrátorok, az óceán szonár és a cigarettagyújtók.
A Limericki Egyetem kutatói érdeklődtek abban, hogy a könnyben, nyálban, nyálkahártyában és tejben található - de a csirketojásokban sokkal gazdagabb - lizozimfehérje rendelkezik-e ezzel a tulajdonsággal is. Nagy hővel kristályosodtak a lizozimból, majd nyomás alá helyezték és meghatározták az elektromos teljesítményét. Azt várták, hogy a piezoelektromos együtthatója - a hatalom mértéke - kb. 1 picocoomom / newton, hasonlóan más biomatermékekhez. De a lizozim piezoelektromos hatása legfeljebb 6, 5 pikokulom / newton volt. Az átlagos hatás newtononként körülbelül 2 picoculombs volt, hasonlóan a kvarchoz.
"Nagyon izgatottak voltunk erről" - mondja Aimee Stapleton, a tanulmány vezető szerzője. A kutatást a múlt héten az Applied Physics Letters folyóiratban tették közzé.
Stapleton és csapata (Sean Curtin, True Media) A kutatásnak számos lehetséges orvosi alkalmazásra van szüksége. Mivel a lizozim biokompatibilis, ez potenciálisan biztonságosabb módszer lehet az orvosbiológiai eszközök, például a szívritmus-szabályozók táplálására, amelyek némelyike mérgező anyagokat, például ólmot támaszt. A lizozim által előállított elektromosság potenciálisan jobb gyógyszer-leadó rendszerekhez is vezethet, amelyekben a lizozim-meghajtású szivattyúk vezérlik a gyógyszer lassú felszabadulását.
Mivel a lizozim fő feladata a fertőzés elleni védelem, ez egy természetes antimikrobiális anyag.
"Ez az antibakteriális tulajdonság hasznos lehet az orvosbiológiai eszközökben" - mondja Stapleton.
A lizozim szintén bőséges és könnyen hozzáférhető, ezért olcsó anyaggé válhat együtt dolgozni - általában a tudományos kutatásban és az élelmiszeriparban tartósítószerként használják. De amint azt Stapleton mondja: „az alkalmazások szörnyű hosszú időt vesznek igénybe, hogy megvalósuljanak.”
A következő lépés Stapleton és csapata számára a piezoelektromosság egy másik aspektusának, azaz fordított (vagy inverz, vagy fordított) piezoelektromos hatásának a megismerése. Ebben az esetben az elektromosság alkalmazása deformációt okoz a kristály anyagban. Ha a lizozim megmutatja ezt a hatást, akkor számos lehetséges felhasználással is rendelkezhet.
"Úgy gondolom, hogy az előadás továbbra is a legfontosabb szempont az új anyagok felfedezéséhez" - mondja Xudong Wang, a Wisconsini Egyetem anyagtudományi és műszaki professzora. "A papír megemlítette, hogy a piezoelektromos együttható nagyjából megegyezik a kvarcmal. Ez az energiatakarékos alkalmazásoknál ilyen alacsony. Nagyon érdekes lesz megismerni ennek az új anyagnak az elméleti határát."
Stapleton tanulmányozta a lizozimot, mivel ez egy olyan protein, amely könnyen kristályosítható, és egy bizonyos típusú kristályszerkezettel rendelkezik az anyag piezoelektromos potenciáljának kulcstényezője. A biológiai anyagok piezoelektromos tulajdonságait vizsgáló kutatók korábban összetettebb anyagokat, például sejteket és szöveteket vizsgáltak. Stapleton azonban úgy gondolta, hogy érdemes megvizsgálni egy egyszerű fehérjét, abban a reményben, hogy ez mélyebben megértheti a piezoelektromos folyamatokat.
"Nem egészen értjük, hogyan működik a piezoelektromosság" - mondja. "Tehát azt gondoltuk, hogy alapvetõbb építőelemekkel kezdjük."
