p Muitos peptídeos e proteínas têm uma capacidade inata de se agrupar em longos, fibras delgadas chamadas fibrilas e outras formas. Agora, pesquisadores descobriram uma maneira de aproveitar essa propriedade para criar estruturas tubulares de difenilalanina que têm a capacidade de converter energia térmica em energia elétrica, também chamado de efeito piroelétrico. Seus resultados, publicado esta semana em Cartas de Física Aplicada , relatam que esses polímeros em nanoescala, que são biocompatíveis, poderia ter uma ampla gama de aplicações biológicas, como andaimes de distribuição de drogas ou sensores implantáveis ​​em miniatura. p A equipe de pesquisadores da Universidade Técnica de Istambul, na Turquia, a Universidade de Aveiro em Portugal, e a Universidade Federal de Ural, na Rússia, contava com difenilalanina, um material que eles estudaram anteriormente por suas propriedades eletromecânicas e físicas únicas. Quando as gotas de uma solução de difenilalanina são secas, monômeros de peptídeo formam tubos ocos alongados que são estruturalmente semelhantes às fibras insolúveis formadas pelo peptídeo Aβ-amilóide na doença de Alzheimer.

p "A difenilalanina é um dos primeiros materiais orgânicos de automontagem que pode ser usado para fazer tubos microscópicos, varas, fitas, esferas e mais, "disse Andrei Kholkin, autor correspondente do estudo. “Na presença de água, seus grupos químicos se auto-organizam para fazer ligações não covalentes e se formarem incrivelmente rígidos, estruturas semelhantes ao citoesqueleto. "

p A equipe de pesquisadores secou uma solução de peptídeo padrão por um dia em temperatura ambiente para permitir que a difenilalanina se reunisse em estruturas de microtubo, com tubos individuais de até 1 milímetro de comprimento e 1-3 micrômetros de diâmetro. Para aumentar a corrente produzida pelas estruturas, o grupo criou feixes de vários microtubos e os colocou entre eletrodos de agulha para medir as propriedades das estruturas.

p Eles aqueciam as estruturas periodicamente com um laser, mudou a temperatura para atingir aproximadamente 80 graus C e, em seguida, calculou o coeficiente piroelétrico, que é uma medida de quão efetivamente um material pode converter calor em energia elétrica. Embora a capacidade piroelétrica dos microtubos fosse inicialmente mutável, uma vez aquecido e resfriado, o coeficiente diminuiu em cerca de 30% - eles permaneceram estáveis ​​após o primeiro aquecimento. A mudança pode ser porque o aquecimento fez com que as moléculas de água dentro dos tubos ocos se tornassem desordenadas, os autores sugerem.

p "Esta é a primeira observação de um efeito piroelétrico significativo em microtubos de peptídeo semelhante ao que é visto com materiais semicondutores, como óxido de zinco ou nitreto de alumínio, "Kholkin disse." Em princípio, nossos nanotubos de peptídeo podem ser usados ​​da mesma maneira que esses materiais para várias aplicações. "

p Em estudos anteriores, o grupo demonstrou que esses nanotubos têm efeitos piezoelétricos, isto é, eles convertem forças mecânicas em sinais elétricos - e podem ser usados ​​como sensores para marca-passos ou outros dispositivos eletrônicos de pequena escala.

p As propriedades piroelétricas recém-descobertas ampliarão os usos potenciais dos microtubos de difenilalanina, de acordo com Kholkin. Por exemplo, as estruturas podem ser usadas para criar coletores de energia térmica em pequena escala, que poderia limpar a energia perdida em dispositivos microeletrônicos. Além disso, suas propriedades piroelétricas poderiam ser usadas para projetar termômetros em micro e nanoescala que detectam a variação de temperatura, em vez da temperatura absoluta de uma célula.

p "Como esses tubos podem gerar eletricidade sob mudanças de temperatura e movimento, eles podem ser usados ​​para estimular e monitorar células vivas, "Kholkin disse.