Ağlayarak elektrik üretebilecek miyiz?

Peter Dockrill

Bilim insanları, gözlerimizin ve vücudumuzun diğer birkaç bölümünün ürettiği salgılardan elektrik üretmenin bir yolunu keşfettiler. Enerji üretimi, basınca maruz kaldığında elektrik üreten “lizozim” adlı bir protein sayesinde gerçekleşiyor ve bu protein başarılı bir şekilde depolanabilirse, her türlü implant (vücuda yerleştirilmiş protez) cihaz için yeni bir enerji kaynağı haline gelebilir.

Gözyaşı, tükürük, süt, sümük ve yumurta akında bulunan lizozim, bakteriyel hücre duvarlarını parçalamaya yardımcı olan bir salgı; öte yandan, İrlanda Limerick Üniversitesi’nden araştırmacılar lizozimin kristalleşmiş formunu kullanarak elektrik üretmeyi başardılar.

UYGULANAN BASINÇLA ELEKTRİK ÜRETİLDİ

Ekip, iki cam plaka arasında sıkıştırdıkları lizozim kristallerinin bir tabakasına basınç uygulayarak, “piezoelektrik” adı verilen ve uygulanan mekanik basınca tepkime olarak ortaya çıkan elektrik yüküyle açığa çıkan bir enerji formu keşfetti.

Araştırma ekibinden olan fizikçi Aimee Stapleton, 'Piezoelektrik yaşam içerisinde kullanılırken, bahsi geçen proteinin elektrik üretme kapasitesi henüz araştırılmadığını' vurguladı.

Stapleton'a göre, “Bununla birlikte, biyolojik bir materyal olduğu için zehirleyici değil, bu nedenle tıbbi implantlar için elektroaktif ve mikrop kapmayan kaplamalar gibi birçok yeni nesil uygulamada kullanılması mümkün.”

Ekibin araştırmaları, 19'uncu yüz yılın sonlarında Fransız fizikçiler Pierre ve Jacques Curie tarafından keşfedilmesinden bu yana, piezoelektrik ürettiği bilinen lizozim kristallerinin verimliliği, uzun süredir kullanılmakta olan kuvars kristalleriyle eş değer görüldüğünü gösteriyor.

Öte yandan, kuvars kristalleri biyolojik olmayan bir malzeme; bu nedenle vücut içi dokularla uyumlu bir malzemenin bulunması, her türlü yeni piezoelektrik kullanan vücut içi implantın önünü açabilir ve bu düzeyde yüksek bir potansiyelin protein kadar basit bir yapıda gözlemlendiği bu ilk araştırma oldukça umut verici.

YENİ YÖNTEM YENİ İMKÂNLAR SUNUYOR

Ekip lideri Tofail Syed açıklamasında, "Bilim insanları şimdiye dek, basit temel biyolojik yapıları araştırmak yerine, dokularda, hücrelerde veya polipeptidler gibi karmaşık yapıları kullanarak biyolojik oluşumlarda piezoelektriği ortaya çıkarmaya çalıştılar" diyerek 'bunun yeni bir yaklaşım olduğunu' vurguladı.

Gelecekteki araştırmalar bu keşiften faydalanabilirse, ekip, esnek ve enerji tasarrufu sağlayacak yeni bir elektronik devrenin üretilmesinin de mümkün olabileceğini düşünüyor. Olası icatlar, cilt altında lizozim tespit edebilen algılayıcılar tarafından kontrol edilen ve yönlendirilen, vücuda ilaç salınımı yapan yeni implant cihazlarını içerebilir.

Araştırma ekibi, "Lizozimin, geleneksel implantlarda biyolojik olarak bozunabilen, piezoelektrik üretimi ve mikroptan korunma hususlarında katkı sunan veya kaplama olarak da kullanılabilen bir malzeme olmasını umuyor"

Eğer lizozim enerjisine ilişkin yeni kullanım alanları ortaya çıkarsa, bu, enzimin bilimsel atılımlarda sağladığı ilk katkı olmayacak.

Penisilinin keşfinden önce, protein bir zamanlar Alexander Fleming tarafından antibiyotik adayı olarak araştırılmıştı ve 1965 yılında üç boyutlu olarak haritalanan ilk proteinlerden biri olmuştu.

Yapısal biyoloji uzmanı ve ekip üyesi Tewfik Soulimane, “Aslında bu, şimdiye kadar çözümlenmiş ikinci protein ve ilk enzim yapısı,” diyor ve ekliyor: “Fakat biz bu kristalleri piezoelektriğin işleyişini ortaya koymak için ilk kez kullanıyoruz.”

Bu nedenle, üzgün hissettiğinizde ve gözleriniz yaşlarla dolmaya başladığında, gözyaşlarınızı silmekle yetinmeyin: Onlara basınç uygulayın.

Bu yazının orijinali Science Alert'te yayınlanmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)