Perlu elektrik? Mula menangis.
OK, tidak betul. Tetapi ahli sains Ireland telah mendapati bahawa protein yang terdapat dalam air mani boleh, apabila diletakkan di bawah tekanan tinggi, menghasilkan tenaga elektrik. Mereka berharap hasil ini boleh membawa kepada cara yang lebih selamat untuk menguatkan peranti bioperubatan seperti alat pacu jantung.
Sesetengah bahan, termasuk kristal, tulang, kayu dan pelbagai protein, mengumpul caj elektrik apabila diperah. Keupayaan ini, dikenali sebagai piezoelectricity langsung, mempunyai aplikasi yang berbeza-beza seperti pick-up gitar, sensor biomedikal, penggetar telefon bimbit, sonar laut dan pemetik api rokok.
Para penyelidik, dari University of Limerick, berminat melihat jika lysozyme protein, yang terdapat dalam air mata, air liur, lendir dan susu-tetapi jauh lebih banyak dalam telur ayam-mempunyai harta ini juga. Mereka mengkristal lysozyme menggunakan haba yang tinggi, kemudian meletakkannya di bawah tekanan dan mengukur output elektriknya. Mereka menjangkakan bahawa pekali piezoelektriknya - ukuran kekuatannya - akan menjadi sekitar 1 pikokoulombs setiap newton, sama dengan biomaterial lain. Tetapi lysozyme sebenarnya mempunyai kesan piezoelektrik sehingga 6.5 picocoulombs per newton. Kesan purata adalah sekitar 2 picocoulombs setiap newton, sama dengan kuarza.
"Kami agak teruja dengan itu, " kata Aimee Stapleton, penulis utama kajian itu. Penyelidikan itu diterbitkan minggu lalu dalam jurnal Applied Physics Letters .
Stapleton dan pasukannya (Sean Curtin, True Media) Penyelidikan ini mempunyai beberapa aplikasi perubatan yang berpotensi. Kerana lysozyme adalah biokompatibel, ia berpotensi menjadi cara yang lebih selamat untuk menggerakkan peranti bioperubatan seperti alat pacu jantung, yang sebahagiannya bergantung kepada bahan toksik seperti timbal. Elektrik yang dihasilkan oleh Lysozyme juga berpotensi membawa kepada sistem penyampaian ubat yang lebih baik, di mana pam-lysozyme berkuasa mengendalikan pelepasan ubat perlahan.
Oleh kerana tugas utama lysozyme adalah melindungi daripada jangkitan, ia adalah antimikrobial semulajadi.
"Hartanah antibakteria ini boleh berguna dalam peranti bioperubatan, " kata Stapleton.
Lysozyme juga banyak dan mudah didapati, menjadikannya bahan yang murah untuk digunakan dengannya-ia biasa digunakan dalam penyelidikan saintifik dan industri makanan sebagai pengawet. Tetapi, seperti kata Stapleton, "aplikasi itu, mereka mengambil masa yang lama untuk direalisasikan."
Langkah seterusnya untuk Stapleton dan pasukannya adalah untuk melihat aspek piezoelektrik yang lain, yang dikenali sebagai kesan piezoelektrik (atau terbalik, atau terbalik). Ini adalah apabila penggunaan elektrik mencipta ubah bentuk dalam bahan kristal. Jika lysozyme menunjukkan kesan ini, ia juga boleh mempunyai beberapa kegunaan yang berpotensi.
"Saya fikir prestasi masih merupakan aspek yang paling penting untuk penemuan bahan baru, " kata Xudong Wang, seorang profesor sains dan kejuruteraan bahan di University of Wisconsin. "Kertas yang disebutkan pekali piezoelektrik adalah sama seperti kuarza. Ini adalah jenis yang rendah untuk aplikasi penuaian tenaga. Akan sangat menarik untuk mengetahui batasan teoretikal bahan baru ini."
Stapleton sedang mengkaji lysozyme kerana ia adalah protein yang boleh dengan mudah mengkristal, dan mempunyai struktur kristal tertentu adalah faktor utama untuk potensi piezoelektrik bahan. Penyelidik yang mempelajari piezoelectricity dalam bahan biologi sebelum ini memandang bahan yang lebih rumit seperti sel dan tisu. Tetapi Stapleton menganggap ia adalah berguna untuk menyiasat protein mudah, dengan harapan ia dapat menjana pemahaman yang lebih mendalam tentang proses piezoelectricity.
"Kami tidak faham sepenuhnya bagaimana [piezoelectricity] berfungsi, " katanya. "Jadi kami fikir kami akan bermula dengan blok bangunan yang lebih asas."
