KATEGORIE
SPECIÁLNÍ PROJEKTY
BLOGY
Přihlásit se
ODEBÍRAT ZPRÁVY
kaleidoskop

Lidské slzy mohou díky obsaženému proteinu produkovat elektřinu

Potřebujete elektřinu? Začněte brečet. Dobře, tak jednoduché to není. Nicméně irští vědci zjistili, že protein, který se v lidských slzách nachází, může při vystavení vysokému tlaku produkovat elektřinu. Vědci doufají, že toto zjištění by mohlo vést k bezpečnějšímu způsobu napájení biomedicínských přístrojů, jako jsou například kardiostimulátory.

...

Některé materiály jako například kosti, dřevo či různé proteiny hromadí při svém stlačení elektrický náboj. Tato schopnost materiálu známá jako přímý piezoelektrický jev má širokou řadu využití od elektromagnetických snímačů kytar přes biomedicínské senzory až po vibrační zařízení mobilního telefon, vodní sonary a zapalovače.

Vědce z irské University of Limerick zajímalo, zda protein zvaný lysozym, který se vyskytuje v slzách, slinách, hlenu, mléku, ale především ve slepičích vejcích, touto vlastností rovněž disponuje. Lysozym nejprve pomocí vysokého tepla krystalizovali, poté na něj vyvinuli tlak a měřili jeho elektrický výstup.

Očekávali, že jeho piezoelektrický koeficient, tedy měřítko výkonu, se bude pohybovat kolem 1 piko Coulombu na Newton, jako tomu je u podobných biomateriálů. Lysozym však vykazoval piezoelektrický jev v hodnotě až 6,5 piko Coulombů na Newton, při čemž průměrná hodnota činila, podobně jako třeba u křemene, 2 piko Coulomby na Newton.

„Byli jsme z toho velmi nadšení,“ říká Aimee Stapletonová, vedoucí autorka studie, která byla publikována ve vědeckém časopise Applied Physics Letters.


Tento výzkum s sebou přinesl řadu možných praktických využití v lékařství. Protože je lysozym biokompatibilní, může představovat bezpečnější způsob napájení biomedicínských přístrojů, které jsou mnohdy napájeny prostřednictvím toxických materiálů jako například olovo. Elektřina produkovaná lysozymem by mohla případně vést také k lepšímu systému podávání léků, v rámci nichž by léková pumpa napájena touto elektřinou řídila pomalé uvolňování léku.

Hlavním úkolem lysozymu je chránit před infekcí. „Tato antibakteriální vlastnost by mohla být užitečná pro biomedicínské přístroje,“ říká Stapletonová.

Jedná se také o látku, která se vyskytuje ve velkém množství a je velmi snadno dostupná, díky čemuž se s ní dobře pracuje. Lysozym je běžně využíván při vědeckém výzkumu a také v potravinářském průmyslu jako konzervační látka. Jak však Stapletonová uvádí, „realizace těchto použití potrvá strašně dlouho“.

Dalším krokem pro Stapletonovou a její tým je zaměřit se na další aspekt piezoelektriky známý jako nepřímý piezoelektrický jev. Ten nastává, když použití elektřiny způsobí deformaci krystalového materiálu. Pokud by lysozym tento jev vykazoval, znamenalo by to několik dalších možných využití.


„Myslím, že výkon je stále nejdůležitějším aspektem pro objev nového materiálu. Ve zprávě bylo zmíněno, že piezoelektrický koeficient je přibližně stejný jako u křemene. To je na využití související s kumulací energie poměrně málo. Bude zajímavé znát teoretický limit tohoto nového materiálu,“ říká Xudong Wang, profesor vědy o materiálech a inženýrství na Wisconsinské univerzitě

Stapletonová lysozym studovala právě proto, že se jedná o protein, který velmi lehce krystalizuje, a jistý typ krystalové struktury je klíčovým faktorem pro piezoelektrický potenciál materiálu. Vědci zabývající se piezoelektrikou biologických materiálů se v minulosti soustředili na složitější materiály jako buňky či tkáně. Stapletonová však přišla na to, že zkoumání jednoduchého proteinu se také vyplatí a doufá, že by mohlo pomoci lépe porozumět celému procesu piezoelektriky.

„Dosud plně nerozumíme tomu, jak piezoelektrika funguje, a tak jsme mysleli, že bude lepší, když začneme se základnějšími stavebními bloky,“ dodává Stapletonová.

PŘEČTĚTE SI TAKÉ

Vstoupit do diskuse (0 příspěvků)

Komentáře (0)

ODESLAT ZPRÁVU
Vložit obrázek