Bilim İnsanları Gözyaşı ve Tükürükten Elektrik Üretmenin Yolunu Buldu!

Araştırmacılar gözlerimizde ve vücudumuzun diğer parçalarında üretilen salgıları kullanarak elektrik elde etmeyi sağlayan bir yöntem keşfettiler.

Basınç altında bırakıldığında elektrik üretme özelliğiyle bunu mümkün kılan lisozim adlı proteine bir teşekkür borcumuz var. Eğer bu yöntemle verimli bir şekilde elektrik üretmeyi başarırsak bu durumda vücuda monte edilen tıbbi cihazlar için bir yakıt kaynağı elde etmiş oluruz.

Gözyaşında, tükürükte, sütte, mukusta ve yumurta beyazında bulunan lisozim, bakteriyel hücre duvarlarını yıkmakta yardımcı olan bir enzimdir. Ancak görünen o ki, lisozimin bu işlevi dışında başka türlü özellikleri de var. İrlanda’daki Limerick Üniversitesinden araştırmacılar, bu enzimin kristallenmiş biçiminin elektrik yükü elde etmek için manipüle edilebileceğini buldular.

İki cam lam arasındaki lisozim kristallerinden oluşan tabakaya basınç uygulayan ekip, bu şekilde piezoelektrik olarak bilinen formda enerji üretildiğini belirledi. Piezoelektrik, uygulanan mekanik basınç sonucunda elektrik yükü birikmesi prensibine dayanıyor (Canan Dağdeviren de kalp pili çalışmasında piezoelektrikleri kullanmıştı).

Fizikçi Aimee Stapleton bu durumu, “Piezoelektriği sürekli olarak kullanıyor olsak da bu özel protein aracılığıyla elektrik üretebileceğimizi keşfedememiştik. Bununla birlikte söz konusu olan biyolojik bir materyaldir. Toksik olmaması sayesinde, tıbbi implantlar için elektroaktif anti-mikrobiyel kaplamalar gibi yenilikçi uygulamaların mümkün olmasını sağlayabilir” şeklinde açıklıyor.

Ekibe göre, lisozim kristallerinin verimi, Fransız fizikçiler Pierre ve Jacques Curie tarafından 19. yüzyılın sonlarında keşfedildiğinden beri piezoelektrik özelliklerinin üstünlüğüyle bilinen kuartz kristallerininkine rakip olabilir.

Kuartz biyoloik bir malzeme değildir. Dolayısıyla onun kadar etkin ve aynı zamanda vücut ile uyumlu bir eşdeğerini bulmuş olmak, vücuda yerleştirilebilir piezoelektrik cihazlar yapma konusunda yeni kapılar açabilir. Bu potansiyel, ilk defa protein gibi basit bir yapı üzerinde gözlemleniyor.

“Bu yeni bir yaklaşım; şimdiye kadar biyolojide piezoelektriğin kullanımı konusunda basit, temel yapı maddeleri yerine daha ziyade dokular, hücreler ve polipeptitler gibi karmaşık, hiyerarşik yapılar üzerinde çalışmıştık” diyor araştırmanın başındaki Tofail Syed.

Ekip, eğer gelecekteki çalışmalarda bu keşif kullanılabilirse esnek, enerji üretiminde etkin, yeni bir elektronik çağının mümkün olabileceğini öngörüyor. Bu yenilikler, vücuda ilaç uygulamada yardımcı, deri altındaki lisozimi tespit ederek güç sağlanan ve kontrol edilen yeni nesil implantları da içerebilir.

Ekibin makalesinde, “Ayrıca lisozimin geleneksel implantlarda da biyolojik olarak parçalanabilme, piezoelektrik, anti-mikrobiyel katkı/kaplama sağlamak amacıyla kullanılabileceğini hayal ediyoruz” şeklinde bir başka öngörüde daha bulunuyor.

Bu “lisozim-yakıtlı gelecek” gerçek olursa, bu söz konusu enzimin bilimsel sıçramalara sağladığı ilk katkı olmayacak.

Alexander Fleming penisilini keşfetmeden önce antibiyotik adayı olarak lisozimi incelemişti. Bu protein 1965’ten önce üç boyutlu olarak haritalanan ilk proteinler arasındaydı.

“Aslında lisozim tarihte yapısı çözümlenen ikinci protein ve aynı zamanda da ilk çözümlenen enzim. Ancak bu kristalleri piezoelektrik açığa çıkışını gösterme konusunda ilk kullanan biz olduk” diyor ekip üyelerinden, yapısal biyolog Tewfik Soulimane.

Yani bir dahaki sefere kalbiniz kırılıp da iki gözünüz iki çeşme ağlamaya başlayınca gözyaşlarınızı silmek yerine onlara basınç uygulayarak piezoelektrik üretmeyi deneyebilirsiniz.

Çalışmayla alakalı bulgular, "Applied Physics Letters"da yayımlandı.

Çeviri: Mümin Can


Referanslar

1. Scientists Have Discovered A Way to Generate Electricity From Tears and Saliva, ScienceAlert
<http://www.sciencealert.com/scientists-have-discovered-a-way-to-generate-electricity-from-tears>
Kapak Görseli: https://www.memecreator.org/template/crying-woman