Uma equipe de cientistas irlandeses descobriu que aplicar pressão a uma proteína encontrada na clara do ovo e nas lágrimas pode gerar eletricidade. Os pesquisadores do Instituto Bernal, University of Limerick (UL), Irlanda, observaram que os cristais de lisozima, uma proteína modelo que é abundante na clara do ovo de pássaros, bem como nas lágrimas, a saliva e o leite dos mamíferos podem gerar eletricidade quando pressionados. Seu relatório foi publicado hoje (2 de outubro) na revista, Cartas de Física Aplicada .

A capacidade de gerar eletricidade aplicando pressão, conhecido como piezoeletricidade direta, é uma propriedade de materiais como o quartzo, que pode converter energia mecânica em energia elétrica e vice-versa. Esses materiais são usados ​​em uma variedade de aplicações, desde ressonadores e vibradores em telefones celulares a sonares oceânicos profundos e imagens de ultrassom. Osso, tendão e madeira são conhecidos por possuir piezoeletricidade.

"Embora a piezoeletricidade seja usada ao nosso redor, a capacidade de gerar eletricidade a partir desta proteína em particular não havia sido explorada. A extensão da piezoeletricidade nos cristais de lisozima é significativa. É da mesma ordem de magnitude encontrada no quartzo. Contudo, porque é um material biológico, não é tóxico, então poderia ter muitas aplicações inovadoras, como eletroativas, revestimentos antimicrobianos para implantes médicos, "explicou Aimee Stapleton, o autor principal e um membro de pós-graduação do Irish Research Council EMBARK no Departamento de Física e no Bernal Institute of UL.

Os cristais de lisozima são fáceis de fazer a partir de fontes naturais. "A estrutura de alta precisão dos cristais de lisozima é conhecida desde 1965, "disse o biólogo estrutural da UL e co-autor do professor Tewfik Soulimane." Na verdade, é a segunda estrutura de proteína e a primeira estrutura de enzima que já foi resolvida, " ele adicionou, “mas somos os primeiros a usar esses cristais para mostrar as evidências de piezoeletricidade”.

De acordo com o líder da equipe, Professor Tofail Syed, do Departamento de Física da UL, "Os cristais são o padrão ouro para medir a piezoeletricidade em materiais não biológicos. Nossa equipe mostrou que a mesma abordagem pode ser usada para entender esse efeito na biologia. Esta é uma nova abordagem, pois os cientistas até agora tentaram entender a piezoeletricidade na biologia usando estruturas hierárquicas complexas, como tecidos, células ou polipeptídeos em vez de investigar blocos de construção fundamentais mais simples ".

A descoberta pode ter aplicações de amplo alcance e pode levar a novas pesquisas na área de captação de energia e eletrônica flexível para dispositivos biomédicos. As aplicações futuras da descoberta podem incluir o controle da liberação de drogas no corpo usando a lisozima como uma bomba fisiologicamente mediada que retira energia de seus arredores. Sendo naturalmente biocompatível e piezoelétrico, lisozima pode representar uma alternativa aos coletores de energia piezoelétricos convencionais, muitos dos quais contêm elementos tóxicos, como chumbo.

Professor Luuk van der Wielen, O diretor do Bernal Institute e o professor Bernal de Engenharia e Design de Biossistemas expressaram sua satisfação com essa descoberta dos cientistas da UL. "O Instituto Bernal tem a ambição de impactar o mundo com base na ciência de ponta em um contexto cada vez mais internacional. O impacto dessa descoberta no campo da piezoeletricidade biológica será enorme e os cientistas de Bernal estão liderando o progresso neste campo , " ele disse.

O artigo completo, O efeito piezoelétrico direto na proteína globular lisozima, por Aimee Stapleton, Mohamed R Noor, John Sweeney, Vincent Casey, Andrei Kholkin, Christophe Silien, Abbasi A. Gandhi, Tewfik Soulimane e Syed A M Tofail, é publicado em Cartas de Física Aplicada (02 de outubro, 2017).