Изобретен метод самосборки высокопроизводительных биомолекулярных пленок

Выработка биоэлектричества в результате пьезоэлектрического эффекта – преобразования механической энергии в электрическую и обратно – имеет большое физиологическое значение в живых системах. Пьезоэлектрические заряды, возникающие во время ходьбы в большой берцовой кости человека стимулируют рост костей.

Процесс дыхания создает в легких пьезоэлектрический потенциал, который помогает превращать кислород в гемоглобин.

Сегодня большинство пьезоэлектрических материалов жесткие, хрупкие, а некоторые из них содержат токсичные материалы, что делает их непригодными для имплантации в тело человека. Большим потенциалом в медицине обладают пьезоэлектрические биоматериалы, которые обладают природной совместимостью с живыми тканями, надежностью и эффективностью. Однако изготавливать такие материалы в промышленном масштабе оказалось непросто. Ученые бьются над этой задачей вот уже 80 лет.

Команда материаловедов из Научно-технического университета Гонконга разработала недавно стратегию активной самосборки для создания тонких пьезоэлектрических пленок из биоматерала посредством синергичного удержания и поляризации в материале, https://www.eurekalert.org/news-releases/998098 EurekAlert. Эти пленки способны конвертировать электрические сигналы из механического напряжения, вызванного сокращением мышц, дыханием, кровотоком и микроскопическими движениями тела. Они не требуют батарей и естественным образом растворяются в теле, выполнив свою задачу.

Новый метод позволяет биомолекулам самособираться на больших площадях, сохраняя одинаковую ориентациею.

Более того, ученые обнаружили, что эти пленки из аминокислоты бета-глицин проявляют самый высокий коэффициент пьезоэлектрического напряжения по сравнению с другими биомолекулярными пленками.

«Наша работа продемонстрировала равномерно высокий пьезоэлектрический отклик и отличную теплоустойчивость на всем протяжении бета-глициновых пленок. Отличные энергетические характеристики, естественная биосовместимость и биоразлагаемость бета-глициновых нанокристаллических пленок имеют практическое значение для недолговечных высокопроизводительных биологических электромеханических устройств, например, вживляемых биодатчиков, беспроводных зарядных устройств для саморассасывающейся электроники, умных чипов и других биоинженерных задач», - сказал профессор Ян Чжэнбао, глава исследовательской группы.

Исследователи из Университета Флиндерса  https://hightech.plus/2023/06/07/-uchenie-sozdali-material-d... новый недорогой материал, из которого можно делать линзы для приборов ночного видения. Обычно такие линзы изготавливаются из очень дорогих или токсичных материалов. Открытие может сделать доступнее технологии тепловидения, которые необходимы в обороне, безопасности и наблюдении, медицине, электротехнике, исследованиях космоса и автономных транспортных средствах.