Технологии

Слезы и другие биологические жидкости оказались пьезоэлектриками

4 октября 2017 0

слезы, мужчина, плакать

Источник: pixabay.com

Один из трендов современной биологии и медицины — биосовместимая электроника. Ученые как со стороны химии, биологии, так и со стороны физики и техники трудятся над созданием электронных приборов, которые были бы совместимы с человеческим телом. В достижении этой цели есть много путей: можно синтезировать материалы, дружелюбные нашему телу, а можно искать электрические свойства в наших родных, органических структурах.

Международный коллектив ученых установил, что кристаллы лизоцима — выраженные пьезоэлектрики.

Лизоцим — фермент, который можно выделить из ряда биологических жидкостей организма. В частности, человеческих слез и слюны. Также лизоцим содержится в яичных белках.

К пьезоэлектрикам относятся такие материалы, которые начинают создавать напряжение после деформации. Если сжимать или растягивать пьезоэлектрик, то в нем возникает разница потенциалов, и он индуцирует электрический заряд на своей поверхности.

Самые распространенные пьезоэлектрики на данный момент — кристаллический кварц и различная пьезокерамика. Применение свойств таких материалов очень широко: от датчиков давления до атомно-силовых микроскопов, где благодаря зависимости заряда от давления можно сверхточно, вплоть до ангстрема, выстраивать позиционирование.

Большинство пьезоэлектриков имеют неорганическую природу, хотя есть и органики. Например, белки коллагена и креатина.

В работе совместного коллектива ученых, которая была опубликована в Applied Physics Letters, рассказывается о пьезоэлектрических свойствах лизоцима. Вывод ученых прост: пленка, которая составлена из кристаллов агрегата лизоцима, проявляет достаточные пьезоэлектрические эффекты. Это позволит использовать лизоцим, содержащийся в наших организмах, для полностью биосовместимой электроники.

Перспектива распространения биосовместимой электроники — это не только экономия материалов, но и колоссальный вклад в будущее экологии планеты. Сейчас активно развивается т.н. транзиентная электроника. К этой электронике относятся приборы, которые могут без остатка растворяться в окружающей среде. Например, кремниевые наномембраны, которые растворяются в воде за несколько дней, при этом они достаточно хороши, чтобы делать из них полупроводниковые устройства. Из таких материалов делают послеоперационные датчики, которые следят за заражением и предотвращают его. Правда, пока они были протестированы только на крысах.

Помимо слез, в качестве топлива для получения электричества ученые уже предлагали использовать кровь. Химики из Швеции и России испытали топливный элемент, который дает электричество при контакте с кровью. Если в общих чертах, этот элемент состоит из двух графитовых трубок, которые используют химические реакции в крови для выработки электричества.

Таким образом, находка пьезоэлектрических свойств лизоцима позволит сделать шаг по направлению к экологичной и экономичной электронике.

 

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Рассказать друзьям

0 Комментариев

Подписаться на рассылку

Комментарии

Войти с помощью 

Присоединяйтесь к нам в социальных сетях

В наших группах вы можете узнать много нового и интересного, а так же - принять участие в опросах и конкурсах

Присоединиться
Присоединиться