La capacidad de generar electricidad mediante la aplicación de presión, conocida como piezoelectricidad directa, es una propiedad de materiales como el cuarzo que pueden convertir la energía mecánica en energía eléctrica y viceversa.
Tales materiales se usan en una variedad de aplicaciones que van desde resonadores y vibradores en teléfonos móviles a sonares oceánicos profundos hasta imágenes de ultrasonido. El hueso, el tendón y la madera son conocidos hace tiempo por poseerpiezoelectricidad.
"Aunque la piezoelectricidad se utiliza alrededor de nosotros, la capacidad de generar electricidad a partir de esta proteína en particular no se ha explorado. La magnitud de la piezoelectricidad en los cristales de lisozima es importante. Es del mismo orden de magnitud se encuentra en el cuarzo.
Es un material biológico, no es tóxico, por lo que podría tener muchas aplicaciones innovadoras, tales como revestimientos electroactivos, antimicrobianos para los implantes médicos", explicó Aimee Stapleton, el autor principal de la investigación.
Los cristales de lisozima son fáciles de elaborar a partir de fuentes naturales. "La estructura de alta precisión de los cristales de lisozima se conoce desde 1965", dijo el biólogo estructural y co-autor Tewfik Soulimane.
"De hecho, es la segunda estructura de proteínas y la primera estructura enzimática que se resolvió", agregó, "pero somos los primeros en usar estos cristales para mostrar la evidencia de la piezoelectricidad". Según el profesor Tofail Syed, del Departamento de Física de UL, "los cristales son el estándar de oro para medir la piezoelectricidad en materiales no biológicos.
Nuestro equipo ha demostrado que el mismo enfoque se puede tomar para entender este efecto en la biología, ya que los científicos hasta ahora han tratado de entender la piezoelectricidad en biología usando estructuras jerárquicas complejas como tejidos, células o polipéptidos, en lugar de investigar más simples bloques de construcción fundamentales".
El descubrimiento puede tener aplicaciones de gran alcance y podría conducir a la investigación adicional en el área de la cosecha de la energía y de la electrónica flexible para los dispositivos biomédicos.
Las aplicaciones futuras del descubrimiento pueden incluir el control de la liberación de fármacos en el cuerpo usando lisozima como una bomba fisiológicamente mediada que limpia la energía de su entorno.
Siendo naturalmente biocompatible y piezoeléctrica, la lisozima puede presentar una alternativa a los colectores de energía piezoeléctricos convencionales, muchos de los cuales contienen elementos tóxicos como el plomo.
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