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
17.07.2024

ЦАХАЛ разрушил туннель, использовавшийся при попытке проникновения в Израиль. Видео

Туннель был частью 3-километровой сети туннелей, которая ранее была частично уничтожена военными....
Израиль
17.07.2024

Нетаниягу: Израиль достигает своих целей в Газе

"Мы собираемся уничтожить это неонацистское правительство в Газе"
Израиль
17.07.2024

Израиль выпустил из тюрьмы брата командующего военным крылом ХАМАса

"Как может быть, что террористов освобождают, а верные нам люди гниют в тюрьме?"
В мире
В мире
17.07.2024

Госдеп США ввел санкции против Эльора Азарии

Госдепартамент США объявил о введении санкций против Эльора Азарии “в связи с его участием в нарушении прав человека в Иудее и Самарии”...
В мире
16.07.2024

ЕС ввёл санкции против израильских поселенцев

Совет ЕС ввел санкции в отношении израильских поселенцев и активистов «за систематические нарушения прав палестинцев»....
В мире
15.07.2024

Очередной судебный триумф Трампа

Он выиграл в своих судебных войнах с демократами.
В мире
14.07.2024

ФБР назвало имя мужчины, стрелявшего в Трампа

Согласно имеющимся данным, стрелявший действовал в одиночку.
Бизнес
Бизнес
15.07.2024

Google обсуждает покупку израильского стартапа за 23 млрд долл

Google ведет переговоры о приобретении израильского стартапа в сфере кибербезопасности Wiz.
Бизнес
9.07.2024

IAI сообщила о сделке с иностранным клиентом на 1 млрд долл

Данная сделка - одна из крупнейших в истории концерна, хотя и не самая крупная.
Бизнес
25.06.2024

Платить меньше за электроэнергию теперь можно с НОТ

В минувшем месяце начал свою работу HOT energy – новый бренд и подразделение группы НОТ, которое занимается...
Бизнес
25.04.2024

NVIDIA купила два израильских стартапа

NVIDIA приобрела израильского создателя ПО для технологий ИИ, компанию Run:AI, и другой израильский стартап, работающий...
Бизнес
18.09.2023

Сэм Олтман признан самым влиятельным евреем

Глава компании OpenAI, разработавшей ChatGPT, Сэм Олтман, признан самым влиятельным евреем мира по версии...
Наука и технологии
Наука и технологии
24.06.2024

Израильские ученые создали самовосстанавливающееся стекло

Ученые считают, что дальнейшие исследования приведут к широкому спектру применений нового материала....
Наука и технологии
17.06.2024

SIPRI: Израиль модернизирует свой ядерный арсенал

Отчет SIPRI: Израиль модернизирует сейчас свой ядерный арсенал, а также совершенствует реактор по производству плутония.
Наука и технологии
3.06.2024

ЦАХАЛ провел первое тестирование новой автоматической самоходной пушки «Громовержец». Видео

ЦАХАЛ успешно провел тестирование новой автоматической самоходной пушки «Громовержец» («а-Роэм»).
Наука и технологии
21.04.2024

Начался новый отбор в научные олимпийские сборные Израиля

Министерство просвещения и Центр ученых будущего начинает процесс формирования нового состава школьных олимпийских научных...
Медицина
Медицина
9.07.2024

От лихорадки Западного Нила в Израиле умерли 15 человек

Медики советуют избегать нахождения близ стоячих водоемов и чаще пользоваться репеллентами.
Медицина
23.06.2024

Вспышка лихорадки Западного Нила: подтвержден 21 случай

В Израиле по состоянию на 23 июня подтвержден 21 случай заражения лихорадкой Западного Нила.
Медицина
15.04.2024

Иногда они возвращаются

Насколько велик риск повторного инфаркта или инсульта и что делать, чтобы этого не случилось?
Медицина
3.04.2024

Погибший в Газе старшина после смерти спас пятерых израильтян

Старшина Сиван Вейль, боец бригады коммандос подразделения «Эгоз», был смертельно ранен 29 марта в секторе Газа. Несмотря на усилия...
Медицина
20.02.2024

В Израиль прибыла делегация врачей из Украины на стажировку в сфере реабилитации зрения

Вчера, на фоне продолжительной войны на Ближнем Востоке и спустя два года с момента начала войны в Украине, в Израиль...
Деньги
Деньги
25.06.2024

Теперь у резервистов есть право на скидку в 91% на землю в Негеве и Галилее

Реализация решения вступила в силу, и теперь покупатели земли смогут...
Деньги
1.05.2024

Что и на сколько подорожало в Израиле 1 мая

После завершения праздника покупателей ждет и необъявленное подорожание различной продукции в виде отмены скидок.
Деньги
16.04.2024

Атака Ирана на Израиль обвалила биткоин

Рынок криптовалют пережил стремительное падение после ударов Ирана по территории Израиля.
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 ранее.
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...
Культура
Культура
23.06.2024

Новые израильские сериалы

Компания НОТ постоянно знакомит своих зрителей с оригинальной израильской кино- и телепродукцией самых разных жанров. На этой неделе...
Культура
14.06.2024

Создатели «Фауды» снимут фильм о 7 октября

«Отцы» известного на весь мир израильского сериала «Фауда» Лиор Раз и Ави Иссахаров снимут художественный фильм о 7...
Культура
11.06.2024

С праздником Шавуот!

Праздник отмечает дату получения Закона Божьего - Торы - на горе Синай спустя семь недель после Исхода из Египта....
Культура
10.05.2024

Эден Голан вышла в финал «Евровидения»

Эден Голан вышла в финал «Евровидения», несмотря на антиизраильские протесты и призывы бойкотировать...
Культура
5.05.2024

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...
Публицистика
Публицистика
15.07.2024
 Аркадий Красильщиков

Мнимое миролюбие нобелевских лауреатов

Призывать остановить войну следует тех, кто её начал, а не жертв...
Публицистика
14.07.2024
 Деонис Спектор

Что не убивает, делает человека более сильным

Только вернулся с кровавого ралли Дональда Трампа. Зашел в дом и получил пять звонков с тревожным сообщением о выстрелах...
Публицистика
14.07.2024
 Александр Шульман

Ликвидирован главарь ХАМАСа

Первыми в очереди на ликвидацию стоят главари ХАМАСа и Хизболлы Синуар и Насралла...
Публицистика
9.07.2024
 Деонис Спектор

Третий год войны в Украине: Вопросы и Ответственность

"Третий год продолжается эта бездарнейшая, идиотская, нелогичная война, которая...
Репатриация
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...