فراوری انرژی الکتریکی برای بدن انسان - مجله وبلاگ فروش

خبرنگاران| توسعه نانو تکنولوژی نو به وسیله یک تیم تحقیقاتی بین المللی امکان فراوری جریان های الکتریکی و ولتاژ درون بدن انسان را به وسیله فعال سازی اندام های مختلف با استفاده از نیروی مکانیکی فراهم می نماید.

این توسعه شامل یک ماده بیولوژیکی نو و بسیار قوی، مشابه کلاژن است که غیر سمی است و هیچ آسیبی به بافت های بدن نمی رساند.

به گزارش خبرنگاران؛محققان معتقدند که این نانو فناوری نو کاربرد های بالقوه زیادی در پزشکی دارد، از جمله استخراج انرژی پاک برای کار کردن ضربان ساز های قلب و سایر دستگاه های کاشته شده در بدن به وسیله حرکات طبیعی بدن، از بین بردن احتیاج به باتری و جراحی مورد احتیاج برای جایگزینی آنها.

این مطالعه به وسیله پروفسور ایهود گازیت از دانشکده زیست پزشکی و تحقیقات سرطان TAU در دانشکده علوم زندگی George S. Wise، گروه علوم و مهندسی مواد در دانشکده مهندسی Fleischman و مرکز علوم نانو و فناوری نانو، همراه بود با تیم آزمایشگاهی خود، دکتر سانتو برا و دکتر وی جی، اجرا شده است. محققان موسسه وایزمن و تعدادی از موسسات تحقیقاتی در ایرلند، چین و استرالیا هم در این مطالعه شرکت داشته اند.

پروفسور گازیت می گوید: کلاژن شایع ترین پروتئین در بدن انسان است که حدود 30 ٪ از کل پروتئین های موجود در بدن انسان را تشکیل می دهد. این یک ماده بیولوژیکی با ساختار مارپیچ و انواع خصوصیات فیزیکی مهم مانند قدرت مکانیکی و انعطاف پذیری است که در بسیاری از کاربرد ها مفید است. با این حال، از آنجا که مولکول کلاژن عظیم و پیچیده است، مدتهاست که محققان در پی یک مولکول کمینه گرا، کوتاه و ساده هستند که مبتنی بر کلاژن باشد و ویژگی های مشابهی از خود نشان دهد.

وی اضافه کرد: حدود یک سال و نیم پیش گروه ما تحقیقی را منتشر کرد که در آن از روش های نانو فناوری برای مهندسی یک ماده بیولوژیکی نو استفاده کردیم که مطابق با این احتیاج ها باشد. این یک تریپپتید است - یک مولکول بسیار کوتاه به نام Hyp-Phe-Phe که فقط شامل سه اسید آمینه است - و قادر بود یک فرایند ساده از خود مونتاژ کند و تشکیل یک ساختار مارپیچی کلاژن مانند بدهد که انعطاف پذیر است و دارای استحکام مشابه با فلز تیتانیوم است.

دکتر گازیت می گوید: در مطالعه اخیر، ما در پی آنالیز این موضوع هستیم که آیا ماده نوی که فراوری نموده ایم دارای پیزوالکتریک است یا خیر؛ ویژگی دیگری که کلاژن را تعیین می نماید. پیزوالکتریسیته توانایی یک ماده در فراوری جریان های الکتریکی و ولتاژ در نتیجه اعمال نیروی مکانیکی یا بالعکس برای ایجاد نیروی مکانیکی در نتیجه قرار گرفتن در معرض یک میدان الکتریکی است.

محققان ساختار های نانومتریِ مهندسی شده ای را ایجاد کردند و با یاری ابزار پیشرفته نانو فناوری، فشار مکانیکی بر آن ها وارد کردند. این آزمایش نشان داد که این ماده در نتیجه فشار، جریان الکتریکی و ولتاژ فراوری می نماید.

علاوه بر این، در میان این ساختار های کوچک صد ها نانومتر، یکی از بالاترین سطوح توانایی های پیزوالکتریک کشف شده است. مقایسه کنید با مواد پیزوالکتریکی که معمولاً در بازار امروز یافت می شوند و بیشتر آن ها حاوی سرب هستند و برای کاربرد های پزشکی مناسب نیستند.

به گفته محققان، کشف پیزوالکتریسیته با این میزان در یک ماده نانومتری از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا این توانایی مواد مهندسی شده را به اسم نوعی موتور کوچک برای دستگاه های بسیار کوچک نشان می دهد. در مرحله بعدی، محققان قصد دارند روش کریستالوگرافی و روش های مکانیکی کوانتومی محاسباتی (تئوری تابعی تراکم) را به منظور درک عمیق از رفتار پیزوالکتریک مواد و در نتیجه امکان مهندسی دقیق کریستال ها برای ساخت دستگاه های زیست پزشکی استفاده نمایند.

پروفسور گازیت می گوید: بیشتر مواد پیزوالکتریک که امروزه از آن ها می شناسیم، مواد سمی بر پایه سرب یا پلیمر ها هستند، به این معنی که سازگار با محیط زیست و بدن انسان نیستند. با این حال، مواد نو ما کاملاً بیولوژیکی است و برای استفاده در بدن مناسب هستند. به اسم مثال، دستگاهی که از این مواد ساخته شده است ممکن است جایگزین باتری گردد که برای ایمپلنت ها مانند ضربان ساز های قلب انرژی تأمین می نماید. هرچند باید هر از گاهی تعویض گردد. حرکات بدن مانند ضربان قلب، حرکات فک، حرکات روده یا هر حرکت دیگری که به طور منظم در بدن اتفاق می افتد، دستگاه را با برق شارژ می کند و پیوند را فعال می سازند.

تمرکز فعلی گروه تحقیقاتی دکتر گازیت بر روی فراوری تجهیزات پزشکی است، اما او تأکید می کند که مواد پیزوالکتریک سازگار با محیط زیست، مانند آنچه ما فراوری نموده ایم، در طیف گسترده ای از منطقه ها پتانسیل فوق العاده ای دارند، زیرا آن ها با استفاده از نیروی مکانیکی که در حال فراوری است، انرژی سبز فراوری می نمایند. به هر حال استفاده می گردد به اسم مثال، اتومبیلی که در خیابان رانندگی می نماید می تواند چراغ های خیابان را روشن کند. این مواد بعلاوه ممکن است جایگزین مواد پیزوالکتریک حاوی سرب شوند که در حال حاضر به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند و نگرانی در خصوص نشت فلزات سمی به محیط را افزایش می دهد.

منبع: Technology.org

bestcanadatours.com: مجری سفرهای کانادا و آمریکا | مجری مستقیم کانادا و آمریکا، کارگزار سفر به کانادا و آمریکا

abanhome.com: گروه ساختمانی آبان: بازسازی ساختمان و تعمیرات جزئی و کلی و طراحی ویلا و فضای سبز و روف گاردن، طراحی الاچیق، فروش درب های ضد سرقت

منبع: فرادید