Precisa de eletricidade? Comece a chorar.
OK, não exatamente. Mas cientistas irlandeses descobriram que uma proteína encontrada em lágrimas humanas pode, quando colocada sob alta pressão, produzir eletricidade. Eles esperam que essa descoberta possa levar a uma maneira mais segura de potencializar dispositivos biomédicos, como os marcapassos.
Alguns materiais, incluindo cristais, ossos, madeira e várias proteínas, acumulam uma carga elétrica quando espremidos. Essa capacidade, conhecida como piezoeletricidade direta, tem aplicações tão variadas quanto captadores de guitarra, sensores biomédicos, vibradores de telefones celulares, sonar oceânico e isqueiros.
Os pesquisadores, da Universidade de Limerick, estavam interessados em ver se a proteína lisozima, encontrada em lágrimas, saliva, muco e leite - mas muito mais abundante em ovos de galinha - também tinha essa propriedade. Eles cristalizaram a lisozima usando calor elevado, depois a colocaram sob pressão e mediram sua saída elétrica. Eles esperavam que seu coeficiente piezoelétrico - uma medida de seu poder - ficaria em torno de 1 picocoulombs por newton, similar a outros biomateriais. Mas a lisozima realmente teve um efeito piezoelétrico de até 6, 5 picocoulombs por newton. O efeito médio foi em torno de 2 picocoulombs por newton, semelhante ao quartzo.
"Ficamos muito animados com isso", diz Aimee Stapleton, principal autor do estudo. A pesquisa foi publicada na semana passada na revista Applied Physics Letters .
Stapleton e sua equipe (Sean Curtin, True Media) A pesquisa tem várias aplicações médicas em potencial. Como a lisozima é biocompatível, poderia ser uma maneira mais segura de alimentar dispositivos biomédicos, como os marcapassos, alguns dos quais dependem de materiais tóxicos como o chumbo. A eletricidade gerada pela lisozima também poderia potencialmente levar a melhores sistemas de liberação de medicamentos, nos quais as bombas com lisozima controlam a liberação lenta de medicamentos.
Como o principal trabalho da lisozima é proteger contra infecções, é um antimicrobiano natural.
"Esta propriedade antibacteriana pode ser útil em dispositivos biomédicos", diz Stapleton.
A lisozima também é abundante e prontamente disponível, tornando-se um material barato para se trabalhar - ela é comumente usada em pesquisas científicas e na indústria alimentícia como conservante. Mas, como diz Stapleton, “as aplicações demoram muito tempo para serem realizadas”.
O próximo passo para Stapleton e sua equipe é olhar para outro aspecto da piezoeletricidade, conhecido como o efeito piezoelétrico inverso (ou inverso, ou inverso). É quando a aplicação de eletricidade cria uma deformação no material cristalino. Se a lisozima mostra este efeito, também pode ter vários usos potenciais.
"Acho que o desempenho ainda é o aspecto mais importante para a descoberta de novos materiais", diz Xudong Wang, professor de ciência e engenharia de materiais da Universidade de Wisconsin. "O artigo mencionou que o coeficiente piezelétrico é quase o mesmo que o quartzo. Isso é meio baixo para aplicações de coleta de energia. Será muito interessante conhecer o limite teórico desse novo material."
Stapleton estava estudando lisozima porque é uma proteína que pode ser facilmente cristalizada, e ter um certo tipo de estrutura cristalina é um fator chave para o potencial piezelétrico de um material. Pesquisadores que estudam piezoeletricidade em materiais biológicos já analisaram materiais mais complexos, como células e tecidos. Mas Stapleton achou que valia a pena investigar uma proteína simples, na esperança de que ela pudesse gerar uma compreensão mais profunda do processo de piezoeletricidade.
"Nós não entendemos completamente como funciona [piezoeletricidade]", diz ela. "Então pensamos em começar com blocos de construção mais fundamentais."
