ALTIN 499,21
DOLAR 8,8689
EURO 10,4740
BIST 1.385
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 23 °C
Parçalı Bulutlu

Yenilikçi Yeni Nanoteknoloji İnsan Vücudunda “Sağlıklı” Elektrik Akımı Üretimini Sağlayacak

11.07.2021
70
Yenilikçi Yeni Nanoteknoloji İnsan Vücudunda “Sağlıklı” Elektrik Akımı Üretimini Sağlayacak

Mekanik kuvvet yoluyla yeşil enerji yaratan yenilikçi malzeme.

Tel Aviv Üniversitesi araştırmacıları tarafından yönetilen uluslararası bir araştırma ekibi tarafından yeni bir nanoteknoloji geliştirmesi, çeşitli organların aktivasyonu (mekanik kuvvet) yoluyla insan vücudunda elektrik akımları ve voltaj üretmeyi mümkün kılacaktır. Araştırmacılar, geliştirmenin, toksik olmayan ve vücudun dokularına zarar vermeyen, kolajene benzer yeni ve çok güçlü bir biyolojik materyal içerdiğini açıklıyor. Araştırmacılar, bu yeni nanoteknolojinin, vücudun doğal hareketleriyle vücuda yerleştirilen cihazları (kalp pilleri gibi) çalıştırmak için temiz enerji toplamak ve pil ihtiyacını ortadan kaldırmak da dahil olmak üzere tıpta birçok potansiyel uygulamaya sahip olduğuna inanıyorlar.

Çalışma, Wise Yaşam Bilimleri Fakültesi’ndeki Shmunis Biyotıp ve Kanser Araştırmaları Okulu, Fleischman Mühendislik Fakültesi Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü ve Nanobilim ve Nanoteknoloji Merkezi’nden Prof. Ehud Gazit tarafından yürütüldü. laboratuvar ekibi, Dr. Santu Bera ve Dr. Wei Ji.

Çalışmaya ayrıca Weizmann Enstitüsü’nden ve İrlanda, Çin ve Avustralya’daki bir dizi araştırma enstitüsünden araştırmacılar katıldı. Elde ettikleri bulgular sonucunda araştırmacılar, Gazit’in daha önce uygulamalı teknoloji için kazandığı ERC hibesinden bilimsel araştırmayı kullanmayı amaçlayan iki ERC-POC hibesi aldı. Araştırma prestijli dergide yayınlandı. Doğa İletişimi.

Ehud Gazit

Prof. Ehud Gazit. Kredi: Tel Aviv Üniversitesi

BLAVATNIK CENTER for Drug Discovery’nin Kurucu Direktörü olan Prof. Gazit şöyle açıklıyor: “Kolajen, insan vücudundaki en yaygın proteindir ve vücudumuzdaki tüm proteinlerin yaklaşık %30’unu oluşturur. Helisel bir yapıya ve birçok uygulamada faydalı olan mekanik mukavemet ve esneklik gibi çeşitli önemli fiziksel özelliklere sahip biyolojik bir malzemedir. Bununla birlikte, kolajen molekülünün kendisi büyük ve karmaşık olduğu için, araştırmacılar uzun zamandır kolajen bazlı ve benzer özellikler sergileyen minimalist, kısa ve basit bir molekül arıyorlar.

“Yaklaşık bir buçuk yıl önce, dergide Doğa Malzemeleri, grubumuz, bu gereksinimleri karşılayan yeni bir biyolojik malzeme tasarlamak için nanoteknolojik araçlar kullandığımız bir çalışma yayınladı. Bu bir tripeptittir – sadece üç amino asitten oluşan Hyp-Phe-Phe adlı çok kısa bir molekül – esnek ve benzer bir mukavemete sahip kolajen benzeri bir sarmal yapı oluşturmak için basit bir kendi kendine bir araya gelme işlemine sahiptir. metal titanyum. Bu çalışmada, geliştirdiğimiz yeni malzemenin kolajen – piezoelektrikliği karakterize eden başka bir özelliği taşıyıp taşımadığını incelemeye çalıştık. Piezoelektrik, bir malzemenin mekanik kuvvet uygulanması sonucu elektrik akımı ve voltaj üretme veya tam tersi bir elektrik alanına maruz kalma sonucu mekanik bir kuvvet oluşturma yeteneğidir.”

Araştırmada, araştırmacılar mühendislik malzemesinin nanometrik yapılarını oluşturdular ve gelişmiş nanoteknolojik araçlar yardımıyla üzerlerine mekanik baskı uyguladılar. Deney, malzemenin gerçekten de basınç sonucunda elektrik akımı ve voltaj ürettiğini ortaya çıkardı. Ayrıca, sadece yüzlerce nanometrelik küçük yapılar, günümüz pazarında yaygın olarak bulunan (çoğu kurşun içerir ve bu nedenle tıbbi uygulamalar için uygun olmayan) piezoelektrik malzemelerinkiyle karşılaştırılabilir veya onlardan daha üstün, şimdiye kadar keşfedilen en yüksek piezoelektrik yetenek seviyelerinden birini göstermiştir. .

Araştırmacılara göre, nanometrik bir malzemede bu büyüklükteki piezoelektrikliğin keşfi, mühendislik malzemesinin çok küçük cihazlar için bir tür küçük motor görevi görme yeteneğini gösterdiği için büyük önem taşıyor. Daha sonra araştırmacılar, malzemenin piezoelektrik davranışını derinlemesine anlamak ve böylece biyomedikal cihazların inşası için kristallerin doğru mühendisliğini sağlamak için kristalografi ve hesaplamalı kuantum mekanik yöntemleri (yoğunluk fonksiyonel teorisi) uygulamayı planlıyorlar.

Prof. Gazit ekliyor: “Bugün bildiğimiz piezoelektrik malzemelerin çoğu toksik kurşun bazlı malzemeler veya polimerlerdir, yani çevre ve insan vücudu dostu değildirler. Ancak yeni materyalimiz tamamen biyolojiktir ve bu nedenle vücutta kullanıma uygundur. Örneğin, bu malzemeden yapılmış bir cihaz, zaman zaman değiştirilmesi gerekse de, kalp pili gibi implantlara enerji sağlayan bir pilin yerini alabilir. Kalp atışları, çene hareketleri, bağırsak hareketleri veya vücutta düzenli olarak meydana gelen diğer hareketler gibi vücut hareketleri, cihazı elektrikle şarj edecek ve bu da implantı sürekli olarak etkinleştirecektir.

Şimdi, devam eden araştırmalarının bir parçası olarak, araştırmacılar, muazzam potansiyelini gerçekleştirmek ve bu bilimsel keşfi uygulamalı teknolojiye dönüştürmek amacıyla mühendislik malzemesinin moleküler mekanizmalarını anlamaya çalışıyorlar. Bu aşamada tıbbi cihazların geliştirilmesine odaklanılıyor, ancak Prof. Gazit, “geliştirdiğimiz gibi çevre dostu piezoelektrik malzemelerin mekanik kullanarak yeşil enerji ürettikleri için çok çeşitli alanlarda muazzam bir potansiyele sahip olduğunu vurguluyor. zaten kullanılan güç. Örneğin, sokaktan geçen bir araba sokak lambalarını açabilir. Bu malzemeler aynı zamanda şu anda yaygın olarak kullanılan, ancak toksik metalin çevreye sızması konusunda endişeler uyandıran kurşun içeren piezoelektrik malzemelerin yerini alabilir.”

Referanslar:

Santu Bera, Sarah Guerin, Hui Yuan, Joseph O’Donnell, Nicholas P. Reynolds, Oguzhan Maraba, Wei Ji, Linda JW Shimon, Pierre-Andre Cazade, Syed AM Tofail tarafından “Kolajen taklit eden peptit düzeneklerinde piezoelektrikliğin moleküler mühendisliği” , Damien Thompson, Rusen Yang ve Ehud Gazit, 11 Mayıs 2021, Doğa İletişimi.
DOI: 10.1038/s41467-021-22895-6

Santu Bera, Sudipta Mondal, Bin Xue, Linda JW Shimon, Yi Cao ve Ehud Gazit, 15 Nisan 2019, Doğa Malzemeleri.
DOI: 10.1038/s41563-019-0343-2

.

Gelişmelerden zamanında haberdar olmak için Google News’te Bilim Portal’a ABONE OLUN

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.