Новая нанотехнология позволит нашему телу генерировать электрический ток
11.07.2021 14:32Созданный 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
Читайте также:
Израильские учёные записали разговоры помидоров
Исследователи из Тель-Авивского университета впервые в мире смогли записать звуки, издаваемые растениями....В Тель-Авивском университете создан робот, умеющий «нюхать»
Новая технологическая разработка Тель-Авивского университета впервые дала роботу возможность чувствовать...Открытие тель-авивских исследователей может спасти больных боковым амиотрофическим склерозом
Исследовательская группа медицинского...Израильская технология восстанавливает осязание в пострадавших нервах
Датчик, имплантируемый в пострадавший нерв, получает энергию от здорового нерва, снимая потребность...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:
В больнице умер майор Галь Шабат, получивший ранения в Газе
Галь Шабат был офицером 202-го батальона 35-й десантной бригады "Цанханим".Смотрич: если «Хизбалла» не отойдет от границы, нужно захватить юг Ливана
«Если это не сработает, ЦАХАЛ начнет наступление вглубь территории...Операция ЦАХАЛа в Газе: атаковано множество целей, есть убитые и раненые
Судя по имеющимся данным, интенсивность боевых действий в Газе высокая.Попытка теракта на КПП. Террорист ликвидирован
Сотрудники МАГАВ застрелили палестинца, который пытался совершить ножевое нападение.В бою на юге сектора Газы погибли двое бойцов разведроты бригады «Гивати»
В бою на юге сектора Газы погибли старший сержант Нахман Меир Хаим Вакнин и старший сержант Ноам...Телевидение Ирана объявило об обнаружении вертолета Раиси, спасатели это опровергают
Телевидение Ирана объявило об обнаружении вертолета, на борту которого находился...СМИ: президент Ирана погиб
СМИ: вертолет президента Ирана Ибрагима Раиси был подбит.В Иране разбился вертолет с президентом Эбрагимом Раиси и главой МИДа на борту
Разбился вертолет президента Ирана Эбрагима Раиси, спасатели пытаются добраться до негоFIFA рассмотрит вопрос об отстранении Израиля
FIFA рассмотрит требование Футбольной ассоциации Палестинской автономии о приостановке членства Федерации футбола Израиля.Бойкот Израиля стоил должности президенту вуза в США
Президент университета в Калифорнии отстранен от должности после заключенного им соглашения с пропалестинскими студенческими...Сэм Олтман признан самым влиятельным евреем
Глава компании OpenAI, разработавшей ChatGPT, Сэм Олтман, признан самым влиятельным евреем мира по версии израильской газеты...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...Intel инвестирует 25 млрд долл в завод в Израиле
Intel построит новый завод в Израиле стоимостью 25 миллиардов долларов, заявил в воскресенье премьер-министр Биньямин Нетаниягу,...Uber уходит из Израиля
Компания Uber, год назад запустившая сервис по заказу такси в Израиле, покидает израильский рынок.Как репатрианту открыть бизнес в Израиле — советы бухгалтера
Получив гражданство, многие предприимчивые люди не ищут работу,...Рождаемость падает во всем мире, но в Израиле сложилась уникальная ситуация
Исследование: демографическая ситуация в Израиле резко отличается...Система ПВО SPYDER All in One прошла успешные испытания, заявляет Rafael
Конфигурация, получившая название SPYDER All in One, включает в себя...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 и в Красном море.Начался отбор в научные олимпийские сборные Израиля
Министерство просвещения и Центр ученых будущего начинает процесс формирования нового состава школьных олимпийских научных...Израиль инвестирует миллионы, чтобы помочь ИИ понимать иврит и арабский язык
Израиль инвестирует около 30 миллионов шекелей в улучшение способности ИИ понимать иврит...Погибший в Газе старшина после смерти спас пятерых израильтян
Старшина Сиван Вейль, боец бригады коммандос подразделения «Эгоз», был смертельно ранен...В Израиль прибыла делегация врачей из Украины на стажировку в сфере реабилитации зрения
Вчера, на фоне продолжительной войны на Ближнем Востоке...Вступили в силу две крупные реформы на рынке страхования здоровья
Все, кто приобрел страховой полис на покрытие операций в Израиле начиная...Реформа получения медицинских услуг в Израиле: лечение - в любой больнице
Согласно положениям реформы, каждому пациенту будет предложено...Новый штамм COVID-19 обнаружен в Израиле
Новый штамм произошел от «Омикрона», который привел к повышению уровня заболеваемости...Атака Ирана на Израиль обвалила биткоин
Рынок криптовалют пережил стремительное падение после ударов Ирана по территории Израиля.«Битуах Леуми» обанкротится на восемь лет раньше, чем ожидалось
Ожидается, что «Битуах Леуми» придет к банкротству на восемь лет раньше, чем прогнозировалось...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...Банк Израиля понизил учетную ставку на 0,25% до отметки 4,5%
Темпы инфляции продолжают снижаться, и Банк Израиля прогнозирует достижение запланированных правительством...Денег нет: Минфин требует закрытия шести министерств
Ожидается, что в начале следующей недели Министерство финансов выпустит рекомендацию о закрытии шести “избыточных” министерств...Памяти Дня Катастрофы и героизма
5 мая с заходом солнца весь Израиль и все евреи мира будут вспоминать павших и выживших в День катастрофы и героизма европейского еврейства....Умерла лауреат Премии Израиля Наоми Полани
В возрасте 96 лет скончалась лауреат Премии Израиля в области исполнительского искусства, театра и танца Наоми Полани.Новый израильский сериал о разведке
Новый сериал компании НОТ «Северный ветер» снял Асаф Беренштейн, режиссер первого сезона знаменитой «Фауды», он же написал сценарий в соавторстве...Мисс Ирак пришла на церемонию вручения премии «Оскар» в платье с именами заложниц ХАМАСа
Сара Идан, мисс Ирак-2017, пришла на вечеринку Элтона Джона по случаю вручения премии «Оскар»...Для «Евровидения» не одобрили вторую песню Израиля
Европейский вещательный союз (EBU), в конце прошлой недели запретивший израильтянке Эден Голан исполнять на «Евровидении»...Сегодня модно презрительно насмехаться над дураками-дедушками и дурами-бабушками, которые покупались на пропаганду СССР. Подразумевается, что уж мы-то не такие. Нас не купишь дешёвыми трюками. Мы - Независимые Индивиды, и через одного - Политологи. Уж мы бы не стали размахивать флагами на парадах и цеплять себе дурацкие значки. Мы бы читали Солженицына и слушали «Радио Свобода». Мы бы сразу раскусили, что демократические выборы - это кукольный спектакль, а вся реальная власть схвачена в цепких лапах Политбюро и тайной полиции.
Бунт генералов
Взаимоотношения между Израилем и Армией его Обороны часто описываются весьма неоднозначными формулировками....Бешенство симулякра
Смысл идеологии «вокизма» как раз и заключается в том, чтобы вытеснить мир реальных проблем, подменить...Мы не мстим, мы выживаем
Знаете, люди из развитых стран очень любят говорить, что неужели же мы...Младенец Астианакс и микроволновка
Юлия Латынина — о протестах свободных, желающих быть...«Мидраша Ционит» - еврейская международная организация была основана Шломо Нееманом, бывшим главой Совета поселений и регионального совета Гуш-Эцион 25 лет назад. Это международное еврейское сообщество - площадка для совместного интеллектуального и духовного роста, учёбы и создания общины в духе Торы Израиля и в крепкой связи с Землей Израиля.