Ιρλανδοί επιστήμονες κατόρθωσαν να παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα χρησιμοποιώντας μια πρωτεΐνη που εντοπίζεται σε εκκρίσεις οργανισμών όπως τα δάκρυα. Το φαινόμενο που αξιοποιήθηκε για να συμβεί αυτό, ήταν ο πιεζοηλεκτρισμός. H αντίστοιχη πρωτεΐνη που εξετάστηκε ήταν η λυσοζύμη.
Τι είναι ο πιεζοηλεκτρισμός;
Ο πιεζοηλεκτρισμός αποτελεί την εμφάνιση διαφοράς δυναμικού,δηλαδή τάσης, σε ορισμένα υλικά κάτω από την εφαρμογή πίεσης. Ένα στερεό υλικό αποτελείται από άτομα που καταλαμβάνουν ορισμένες θέσεις ισορροπίας, γύρω από τις οποίες ταλαντώνονται. Το μικρότερο γεωμετρικό μοτίβο ατόμων που επαναλαμβανόμενο στο χώρο σχηματίζει το στερεό ονομάζεται κυψελίδα. Ανάλογα με την “τακτοποίηση” των ατόμων μέσα στο στερεό και ειδικότερα ανάλογα με ορισμένες συμμετρίες που υπάρχουν ή όχι, τα στερεά διακρίνονται σε άμορφα και κρυσταλλικά. Τα κρυσταλλικά υλικά χαρακτηρίζονται από περιοδικότητα όσο αναφορά τις θέσεις των ατόμων, ενώ στα άμορφα η περιοδικότητα είναι μικρής έκτασης.
Σε ορισμένα κρυσταλλικά υλικά, η κυψελίδα είναι ασύμμετρη. Τα υλικά αυτά είναι ηλεκτρικά ουδέτερα-λόγω αναιρέσεων θετικών και αρνητικών φορτίων. Όμως με την εφαρμογή πίεσης δημιουργούνται διαφορές φορτίου και άρα εμφάνιση δυναμικού. Το φαινόμενο αυτό -που εμφανίζεται σε διάφορα υλικά μεταξύ των οποίων ο χαλαζίας αλλά και τα οστά– αξιοποιείται σήμερα σε διάφορες διατάξεις από κινητήρες μέχρι ρολόγια.
Πιεζοηλεκτρισμός σε κρυστάλλους λυσοζύμης: δάκρυα,σάλιο και ασπράδι αυγού!
Στην έρευνα, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Applied Physics Letters, επιστήμονες από το πανεπιστήμιο του Lymerick επιβεβαίωσαν την ύπαρξη πιεζοηλεκτρισμού σε κρυστάλλους λυσοζύμης. Η λυσοζύμη όπως προείπαμε αποτελεί ένα βιολογικό υλικό,καθώς εντοπίζεται στα δάκρυα, στο σάλιο,στο γάλα των θηλαστικών και στο ασπράδι του αυγού. Εφόσον,η προέλευση της λυσοζύμης είναι βιολογική, μπορεί να αντικαταστήσει άλλα υλικά που ήδη χρησιμοποιούνται ως πιεζοηλεκτρικά και είναι τοξικά. Επιπλέον, μπορεί να αξιοποιηθεί σε εφαρμογές μηχανικής των ιστών όπως σε βιολογικά εμφυτεύματα. Τέλος, η ύπαρξη πιεζοηλεκτρισμού στη λυσοζύμη μπορεί να αξιοποιηθεί για την κατασκευή εύκαμπτων ηλεκτρονικών συσκευών αλλά και για την έξυπνη χορήγηση φαρμάκων.
Αναμένουμε περισσότερες έρευνες πάνω στο θέμα και κυρίως εφαρμογές στο άμεσο μέλλον!
