Gözyaşlarınız Elektrik Üretebilir

İnsan gözyaşlarında bulunan bir protein, basınç altına alındığında elektrik üretebilir ve potansiyel olarak daha iyi biyomedikal cihazların önünü açabilir

Elektriğe mi ihtiyacınız var? Ağlamaya başlayın.

İrlandalı bilim insanları, insan gözyaşlarında bulunan bir proteinin, yüksek basınç altına alındığında elektrik üretebildiğini keşfetti. Bu bulgunun, kalp pili gibi biyomedikal cihazlara güç sağlamanın daha güvenli bir yolunu göstereceğini umuyorlar.

Kristaller, kemik, tahta ve çeşitli proteinler gibi bazı malzemeler sıkıştırıldığında elektrik yükü biriktirir. Doğrudan piezoelektriklik olarak bilinen bu yeteneğin gitar manyetikleri, biyomedikal sensörler, cep telefonu titreşimleri, okyanus sonarı ve sigara çakmakları gibi çeşitli uygulamaları vardır.

Limerick Üniversitesi'nden araştırmacılar, gözyaşı, tükürük, mukus ve sütte bulunan, ancak tavuk yumurtasında çok daha fazla bulunan protein lizoziminin de bu özelliğe sahip olup olmadığını görmekle ilgileniyorlardı. Lizozimi yüksek ısı kullanarak kristalleştirdiler, ardından onu basınç altına aldılar ve elektrik çıkışını ölçtüler. Gücünün bir ölçüsü olan piezoelektrik katsayısının, diğer biyomateryallere benzer şekilde, Newton başına 1 pikokulomb civarında olmasını bekliyorlardı. Ancak lizozim aslında newton başına 6,5 ​​pikokoulomb'a kadar piezoelektrik etkiye sahipti. Ortalama etki, kuvarsa benzer şekilde, Newton başına 2 pikoulomb civarındaydı.

Araştırmanın baş yazarı Aimee Stapleton, "Bu bizi oldukça heyecanlandırdı" diyor. Araştırma Applied Physics Letters dergisinde yayınlandı.

Araştırmanın bir dizi potansiyel tıbbi uygulaması var. Lizozim biyouyumlu olduğundan, bazıları kurşun gibi toksik maddeler kullanan kalp pilleri gibi biyomedikal cihazlara güç sağlamanın daha güvenli bir yolu olabilir. Lizozim tarafından üretilen elektrik, potansiyel olarak lizozimle çalışan pompaların ilacın yavaş salınımını kontrol ettiği daha iyi ilaç dağıtım sistemlerine de yol açabilir.

Lizozimin asıl görevi enfeksiyonlara karşı korunmak olduğundan doğal bir antimikrobiyaldir.

Stapleton, "Bu antibakteriyel özellik biyomedikal cihazlarda faydalı olabilir" diyor.

Lizozim ayrıca bol miktarda bulunur ve kolayca temin edilebilir, bu da onu ucuz bir malzeme haline getirir; bilimsel araştırmalarda ve gıda endüstrisinde koruyucu olarak yaygın olarak kullanılır. Ancak Stapleton'un dediği gibi, "buluşların hayata geçirilmesi çok uzun zaman alıyor."

Stapleton ve ekibi için bir sonraki adım, piezoelektrik etkinin ters piezoelektrik etkisi olarak bilinen başka bir yönüne bakmak yani elektriğin uygulanmasının kristal malzemede bir deformasyona neden olup olmadığını araştırmak olacaktır. Eğer lizozim bu etkiyi gösteriyorsa, birçok potansiyel kullanıma da sahip olabilir.

Wisconsin Üniversitesi'nde malzeme bilimi ve mühendisliği profesörü Xudong Wang, "Performansın yeni malzeme keşfi için hala en önemli unsur olduğunu düşünüyorum" diyor. "Piezoelektrik katsayısından bahsedilen makale kuvarsla hemen hemen aynı. Bu, enerji toplama uygulamaları için biraz düşük. Bu yeni malzemenin teorik sınırını bilmek çok ilginç olacak."

Stapleton, lizozim üzerinde çalışıyordu çünkü kolaylıkla kristalleştirilebilen bir proteindi ve belirli bir kristal yapısına sahip olmak, bir malzemenin piezoelektrik potansiyeli için anahtar bir faktördü. Biyolojik materyallerde piezoelektriği inceleyen araştırmacılar daha önce hücreler ve dokular gibi daha karmaşık materyalleri incelemişti. Ancak Stapleton, piezoelektrik süreci hakkında daha derin bir anlayışa yol açabileceği umuduyla basit bir proteini araştırmanın değerli olduğunu düşündü.

"[Piezoelektrikliğin] nasıl çalıştığını tam olarak anlamıyoruz" diyor. "Bu yüzden daha temel yapı taşlarıyla başlayacağımızı düşündük."

Kaynak: www.smithsonianmag.com