Новая нанотехнология позволит нашему телу генерировать электрический ток

11.07.2021 14:32

Созданный учеными искусственный белковый материал обладает такими же пьезоэлектрическими свойствами, как естественный коллаген.​

​Новая нанотехнология, разработанная международной исследовательской группой под руководством исследователей Тель-Авивского университета, позволит генерировать электрические токи и напряжение в человеческом теле за счет механической силы при активации различных органов.

Исследователи поясняют, что их разработка основана на применении нового и очень прочного биологического материала, похожего на коллаген, который нетоксичен и не причиняет вреда тканям организма. По их мнению, новая нанотехнология имеет множество потенциальных применений в медицине, включая сбор чистой энергии для питания имплантированных устройств (таких, как кардиостимуляторы) посредством естественного движения тела, устраняя необходимость в батареях.

Исследование проводилось профессором Эхудом Газитом из Школы биомедицины и исследований рака на факультете наук о жизни, отделения материаловедения и инженерии инженерного факультета и Центра нанонауки и нанотехнологий Тель-Авивского университета вместе с его лабораторной группой - д-р Санту Бера и д-р Вей Джи. В исследовании также приняли участие ученые и из Института Вейцмана и ряда исследовательских институтов в Ирландии, Китае и Австралии. В результате своих выводов исследователи получили два гранта ERC-РOC. Результаты работы ученых опубликованы в престижном научном журнале Nature Communications.

Проф. Газит, который также является директором-основателем Центра Блаватника по открытию новых лекарств, объясняет: «Коллаген - это самый распространенный белок человека, составляющий около 30% всех белков в нашем организме. Это биологический материал со спиральной структурой и множеством важных физических свойств (таких, как механическая прочность и гибкость), которые используются во многих областях. Однако, поскольку сама молекула коллагена очень большая и комплексная, исследователи давно искали короткую и простую молекулу, основанную на коллагене и обладающую аналогичными свойствами. 

Около полутора лет назад в журнале Nature Materials наша группа опубликовала исследование, в котором мы использовали нанотехнологические средства для создания нового биологического материала, отвечающего этим требованиям. Это трипептид - очень короткая молекула под названием Hyp-Phe-Phe, состоящая всего из трех аминокислот и способная к простому процессу самосборки с образованием коллагеноподобной спиральной структуры. Такая структура обладает высокой гибкостью, а по силе похожа на такой металл, как титан. Еще одна особенность коллагена - его пьезоэлектрический потенциал, и в этом исследовании мы провели, обладает ли наш новый материал такими же свойствами.

Пьезоэлектричество - это способность материала генерировать электрические токи и напряжение в результате приложения механической силы или, наоборот, создавать механическую силу в результате воздействия электрического поля».

В ходе исследования исследователи создали нанометрические структуры из своего искусственного материала и с помощью передовых инструментов нанотехнологии оказали на них механическое давление. Эксперимент показал, что материал действительно производит электрические токи и напряжение в результате давления. Более того, крошечные структуры размером всего в сотни нанометров продемонстрировали один из самых высоких из когда-либо обнаруженных уровней пьезоэлектрических свойств, сравнимый или превосходящий общепринятые сегодня пьезоэлектрические материалы. При этом большинство из имеющихся сегодня пьезоэлектриков содержат свинец, и поэтому не годятся для использования в медицине.

Открытие такого пьезоэлектрического потенциала в нанометровом материале имеет большое значение, поскольку оно дает возможность использовать этот материал как крошечный "электромотор" для очень маленьких устройств. Исследователи намерены углубить свое понимание пьезоэлектрических качеств трипепдида, используя кристаллографию и вычислительные квантово-механические методы, чтобы научиться изготавливать кристаллы с точно установленными параметрами, подходящие для биомедицинских устройств.

Проф. Газит: «Большинство известных нам сегодня пьезоэлектрических материалов - либо токсичные свинцовые соединения, либо небезопасные для нашего организма и окружающей среды полимеры. Наш материал - полностью биологический и поэтому подходит для медицинского использования. Устройство, изготовленное из этого материала, может заменить батарею, которая снабжает энергией кардиостимулятор и нуждается в регулярной замене. Движения тела - сердцебиение, движения челюстей, дефекация или любые другие обычные регулярные движения организма - будут заряжать устройство и активировать имплант».

По его словам, "экологически чистые пьезоэлектрические материалы, такие, как наш, обладают огромным потенциалом в широком диапазоне областей, поскольку они производят экологически чистую энергию с помощью уже используемой механической силы. Например, машина, едущая по улице, может питать током уличные фонари."

 

Источник: MFA
Фото: David Shay/Wikimedia.org/CC BY-SA 2.5

Отправьте эту страницу друзьям!

Оставьте свой комментарий!

Читайте также:

Наука и технологии
9.04.2023

Израильские учёные записали разговоры помидоров

Исследователи из Тель-Авивского университета впервые в мире смогли записать звуки, издаваемые растениями....
Наука и технологии
17.01.2023

В Тель-Авивском университете создан робот, умеющий «нюхать»

Новая технологическая разработка Тель-Авивского университета впервые дала роботу возможность чувствовать...
Наука и технологии
14.07.2021

Израильская технология восстанавливает осязание в пострадавших нервах

Датчик, имплантируемый в пострадавший нерв, получает энергию от здорового нерва, снимая потребность...
Наука и технологии
16.06.2021

Израильские ученые нашли способ преодолеть сопротивление антибиотикам

Важный успех в борьбе против устойчивых к антибиотикам бактерий: новое исследование Тель-Авивского Университета выявило механизм, с...

Лента новостей:

Израиль
Израиль
18.04.2024

В пострадавшие от ХАМАСа районы вложат ₪19 млрд

«Террористы ХАМАСа хотели искоренить нас. Вместо этого мы искореним их, а сами укоренимся: восстановим Израиль и защитим его»...
Израиль
17.04.2024

Израиль определился с ответом Ирану без даты

В ЦАХАЛе решили, каким именно будет ответ Израиля Ирану.
Израиль
17.04.2024

«Аль-Манар»: в ответ на ракетный обстрел ЦАХАЛ атаковал цели в глубине ливанской территории

В ответ на ракетный обстрел из Ливана Израиль атаковал цели «Хизбаллы» в глубине ливанской...
Израиль
17.04.2024

Война в туннелях Газы: «мы вырвали сердце ХАМАСа»

Военный корреспондент портала walla Амир Бухбут опубликовал большой материал о подземной войне в Газе.
В мире
В мире
18.04.2024

Иран угрожает пересмотреть ядерную доктрину в ответ на израильский удар

"Угрозы сионистского режима атаковать наши ядерные объекты предоставят...
В мире
17.04.2024

ADL: 2023 год – рекордный по антисемитизму

По данным Антидиффамационной лиги (ADL), в 2023 году количество антисемитских инцидентов, произошедших в США, увеличилось более...
В мире
17.04.2024

Боррель: Израиль тормозит с помощью Газе

Верховный представитель ЕС по иностранным делам Жозеп Боррель, осудивший атаку Ирана на Израиль, не забыл осудить и сам Израиль.
В мире
16.04.2024

Публичное выступление Беннета в Мичигане перенесено из соображений безопасности

Выступление Нафтали Беннета в Мичиганском университете пришлось отменить из соображений безопасности.
В мире
16.04.2024

ЦАХАЛ: около Тира ликвидирован бригадный генерал «Хизбаллы»

Ударом с воздуха в южном Ливане был ликвидирован Исмаил Юсуф Бааз – высокопоставленный командир «Хизбаллы».
Бизнес
Бизнес
1.08.2023

Amazon инвестирует 7,2 млрд долларов в Израиль и запускает облачный сервис AWS

Компания Amazon заявила во вторник, 1 августа, что планирует инвестировать около 7,2 млрд долларов до...
Бизнес
18.06.2023

Intel инвестирует 25 млрд долл в завод в Израиле

Intel построит новый завод в Израиле стоимостью 25 миллиардов долларов, заявил в воскресенье премьер-министр...
Бизнес
17.06.2023

Uber уходит из Израиля

Компания Uber, год назад запустившая сервис по заказу такси в Израиле, покидает израильский рынок.
Бизнес
22.03.2023
 Шмуэль Бродецкий

Как репатрианту открыть бизнес в Израиле — советы бухгалтера

Получив гражданство, многие предприимчивые люди не ищут работу,...
Бизнес
12.01.2023

Забастовка курьеров Wolt в Иерусалиме

Сотни курьеров компании в Иерусалиме на этой неделе начали жесткие санкции против руководства компании.
Наука и технологии
Наука и технологии
12.12.2023

Четвертый ракетный корвет «Саар-6» введен в строй. Видео

Четвертый корвет "Саар-6" введен в строй и готов к выполнению боевых задач в Средиземном море...
Наука и технологии
2.10.2023

Начался отбор в научные олимпийские сборные Израиля

Министерство просвещения и Центр ученых будущего начинает процесс формирования нового состава школьных олимпийских научных...
Наука и технологии
23.09.2023

Израиль инвестирует миллионы, чтобы помочь ИИ понимать иврит и арабский язык

Израиль инвестирует около 30 миллионов шекелей в улучшение способности ИИ понимать иврит...
Наука и технологии
21.09.2023

Израиль и Британия подписали важное соглашение

Израиль и Великобритания подписали соглашение о сотрудничестве в научно-технологической сфере.
Медицина
Медицина
3.04.2024

Погибший в Газе старшина после смерти спас пятерых израильтян

Старшина Сиван Вейль, боец бригады коммандос подразделения «Эгоз», был смертельно ранен...
Медицина
2.10.2023

Вступили в силу две крупные реформы на рынке страхования здоровья

Все, кто приобрел страховой полис на покрытие операций в Израиле начиная...
Медицина
10.08.2023

Новый штамм COVID-19 обнаружен в Израиле

Новый штамм произошел от «Омикрона», который привел к повышению уровня заболеваемости...
Деньги
Деньги
17.03.2024

«Битуах Леуми» обанкротится на восемь лет раньше, чем ожидалось

Ожидается, что «Битуах Леуми» придет к банкротству на восемь лет раньше, чем прогнозировалось...
Деньги
10.02.2024

Moody's: рейтинг Израиля понижен до A2, прогноз негативный. Нетаниягу: «Экономика устойчива»

"Понижение рейтинга не связано с экономикой, оно целиком связано с тем, что мы...
Деньги
1.01.2024

Банк Израиля понизил учетную ставку на 0,25% до отметки 4,5%

Темпы инфляции продолжают снижаться, и Банк Израиля прогнозирует достижение запланированных правительством...
Деньги
15.12.2023

Денег нет: Минфин требует закрытия шести министерств

Ожидается, что в начале следующей недели Министерство финансов выпустит рекомендацию о закрытии шести “избыточных” министерств...
Деньги
13.11.2023

План военного времени принят

Утвержденный план обеспечит компенсацию для предприятий, которые стали нести убытки в результате военных действий.
Культура
Культура
15.04.2024

Новый израильский сериал о разведке

Новый сериал компании НОТ «Северный ветер» снял Асаф Беренштейн, режиссер первого сезона знаменитой «Фауды», он же написал сценарий...
Культура
28.02.2024

Для «Евровидения» не одобрили вторую песню Израиля

Европейский вещательный союз (EBU), в конце прошлой недели запретивший израильтянке Эден Голан исполнять на «Евровидении»...
Культура
25.02.2024

Песню Голан не одобрили для «Евровидения»

Представители EBU еще накануне заявили, что текст песни «слишком политический» и не отвечает требованиям конкурса.
Культура
12.02.2024

В Иорданской долине пройдет фестиваль «Зеленая долина»

В преддверии весны пустынные ландшафты Иорданской долины превращаются в зеленые цветущие ковры, а захватывающее...
Публицистика
Публицистика
17.04.2024
 Аркадий Красильщиков

Мрак бросил вызов свету

Наивным людям только кажется, что атака на Израиль 14 апреля - дело двух государств, их разборки, следствие...
Публицистика
15.04.2024
 Аркадий Красильщиков

Наша оппозиция способна и на такой ужас...

Вчера левые СМИ нашли еще одно "преступление" Нетаниягу: на отражение атаки Ирана были потрачены огромные деньги - 3...
Публицистика
14.04.2024
 Деонис Спектор

Байден - это повсеместные пожары, войны и разрушение Америки

Одной печальной датой стало больше... 24-е февраля 2022 года, 7-е октября 2023 года...И вот, теперь,13-е...
Репатриация
Репатриация
7.11.2023

Несмотря на войну: участники «Маса» продолжают прибывать в Израиль

С началом войны, несмотря ни на что, подавляющие большинство участников программ "Маса"...
Репатриация
27.08.2023

В систему просвещения Израиля интегрируются 200 учителей из диаспоры

На фоне кризиса в системе образования, в рамках программы "Маса-учителя", из диаспоры в Израиль прибудут около 200 англоязычных...
Репатриация
13.08.2023

Совместный проект МИДа и организации «Маса» готовит молодых дипломатов

На прошлой неделе состоялся первый выпуск совместного проекта министерства иностранных дел и организации...
Юмор
Юмор
9.08.2021

Олимпийский пиар, или «Как победить Олимпиаду»‎

После утверждения России, что у них украли золотую медаль по художественной гимнастике, Ядида написал сатирический...
Юмор
30.01.2021
 Борис Прусский

Лимерика

Израильский певец и музыкант Борис Прусский посвятил шуточное стихотворение инаугурации...
Юмор
16.07.2020

Наши резервы

Мне совершенно не мешает ходить "оборванцем". И вот я вышел из дома в своем обычном виде по делам на угол Бегин-Каплан. В разгар...
Юмор
27.05.2020

Проверка Бузагло

"-Как дела, милые? — спросил входящий в зал человек. -Репетируем удивлённое выражение лица! — ответили многоуважаемые."
Юмор
16.05.2020

Ограбление

Охана, владелец фирмы "Мойдодыр", совсем было собирался закрыть свой магазин, когда в помещение внезапно ворвался подозрительный тип с закрытым...