p Um novo desenvolvimento da nanotecnologia por uma equipe de pesquisa internacional liderada por pesquisadores da Universidade de Tel Aviv permitirá a geração de correntes elétricas e voltagem no corpo humano por meio da ativação de vários órgãos (força mecânica). Os pesquisadores explicam que o desenvolvimento envolve um material biológico novo e muito forte, semelhante ao colágeno, que não é tóxico e não causa danos aos tecidos do corpo. Os pesquisadores acreditam que esta nova nanotecnologia tem muitas aplicações potenciais na medicina, incluindo a coleta de energia limpa para operar dispositivos implantados no corpo (como marca-passos) por meio dos movimentos naturais do corpo, eliminando a necessidade de baterias. p O estudo foi liderado pelo Prof. Ehud Gazit da Escola Shmunis de Biomedicina e Pesquisa do Câncer da Wise Faculty of Life Sciences, o Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da Faculdade de Engenharia Fleischman e do Centro de Nanociência e Nanotecnologia, junto com sua equipe de laboratório, Dr. Santu Bera e Dr. Wei Ji.

p Também participaram do estudo pesquisadores do Instituto Weizmann e de vários institutos de pesquisa na Irlanda, China e Austrália. Como resultado de suas descobertas, os investigadores receberam duas bolsas ERC-POC destinadas a utilizar a investigação científica da bolsa ERC que a Gazit tinha anteriormente ganho para tecnologia aplicada. A pesquisa foi publicada na prestigiosa revista. Nature Communications .

p Prof. Gazit, que também é Diretor Fundador do Blavatnik Center for Drug Discovery, explica:"O colágeno é a proteína mais prevalente no corpo humano, constituindo cerca de 30% de todas as proteínas em nosso corpo. É um material biológico com estrutura helicoidal e uma variedade de propriedades físicas importantes, como resistência mecânica e flexibilidade, que são úteis em muitas aplicações. Contudo, porque a própria molécula de colágeno é grande e complexa, pesquisadores há muito procuram um estilo minimalista, Molécula curta e simples que se baseia em colágeno e exibe propriedades semelhantes. Cerca de um ano e meio atrás, no jornal Materiais da Natureza , nosso grupo publicou um estudo no qual usamos meios nanotecnológicos para projetar um novo material biológico que atenda a esses requisitos. É um tripeptídeo - uma molécula muito curta chamada Hyp-Phe-Phe consistindo de apenas três aminoácidos - capaz de um processo simples de automontagem de formar uma estrutura helicoidal semelhante ao colágeno que é flexível e possui uma força semelhante à de o titânio metálico. No presente estudo, procuramos examinar se o novo material que desenvolvemos apresenta outra característica que caracteriza o colágeno - a piezoeletricidade. A piezoeletricidade é a capacidade de um material de gerar correntes elétricas e voltagem como resultado da aplicação de força mecânica, ou vice-versa, para criar uma força mecânica como resultado da exposição a um campo elétrico. "

p No estudo, os pesquisadores criaram estruturas nanométricas do material de engenharia, e com a ajuda de ferramentas avançadas de nanotecnologia, aplicada pressão mecânica sobre eles. O experimento revelou que o material realmente produz correntes elétricas e voltagem como resultado da pressão. Além disso, estruturas minúsculas de apenas centenas de nanômetros demonstraram um dos mais altos níveis de capacidade piezoelétrica já descoberto, comparáveis ​​ou superiores aos dos materiais piezoelétricos comumente encontrados no mercado atual (a maioria dos quais contém chumbo e, portanto, não são adequados para aplicações médicas).

p De acordo com os pesquisadores, a descoberta de piezoeletricidade desta magnitude em um material nanométrico é de grande importância, pois demonstra a capacidade do material de engenharia de servir como uma espécie de motor minúsculo para dispositivos muito pequenos. Próximo, os pesquisadores planejam aplicar métodos de cristalografia e mecânica quântica computacional (teoria funcional da densidade) para obter uma compreensão aprofundada do comportamento piezoelétrico do material e, assim, permitir a engenharia precisa de cristais para a construção de dispositivos biomédicos.

p O Prof. Gazit acrescenta:"A maioria dos materiais piezoelétricos que conhecemos hoje são materiais tóxicos à base de chumbo, ou polímeros, o que significa que não são amigos do ambiente e do corpo humano. Nosso novo material, Contudo, é completamente biológico, e, portanto, adequado para uso dentro do corpo. Por exemplo, um dispositivo feito deste material pode substituir uma bateria que fornece energia para implantes como marca-passos, embora deva ser substituído de vez em quando. Movimentos corporais, como batimentos cardíacos, movimentos da mandíbula, evacuações, ou qualquer outro movimento que ocorra no corpo regularmente - carregará o dispositivo com eletricidade, que ativará continuamente o implante. "

p Agora, como parte de sua pesquisa contínua, os pesquisadores estão buscando compreender os mecanismos moleculares do material de engenharia com o objetivo de realizar seu imenso potencial e transformar essa descoberta científica em tecnologia aplicada. Nesta fase, o foco está no desenvolvimento de dispositivos médicos, mas o Prof. Gazit enfatiza que "materiais piezoelétricos ecológicos, como o que desenvolvemos, têm um potencial tremendo em uma ampla gama de áreas porque produzem energia verde usando a força mecânica que está sendo usada de qualquer maneira. Por exemplo, um carro descendo a rua pode acender as luzes da rua. Esses materiais também podem substituir materiais piezoelétricos contendo chumbo que estão atualmente em uso generalizado, mas isso levanta preocupações sobre o vazamento de metal tóxico no meio ambiente. "