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近日,爱尔兰利莫瑞克大学(
University of Limerick
)的科学家成功展示了一种可以发电的溶菌酶(
lysozyme
)。这种溶菌酶大量存在于鸟类的蛋清,哺乳类动物的眼泪、口水,以及乳汁的蛋白质中,在受到挤压时,会因为压电性而产生电流,从某种程度上实现了“用眼泪发电”。他们的研究论文发表于
10
月
2
日的《应用物理快报》上。
图丨
莫瑞克大学物理系博士后,此项研究的主作者 Aimee Stapleton。
简单来说,压电材料可以把作为机械能的压力转化为电能,也可以把电能逆转为机械能。
这种材料被大量用于我们生活中常见或不常见的产品中,比如手机中的振动器和共鸣器,或者深海声呐和超声波成像仪。在生物材料方面,人们早就知道骨骼,肌腱,以及木头具有压电性。
“虽然我们身边有着大量压电材料的应用,但是却没有人想到利用这种蛋白质来发电。溶菌酶晶体的压电性不可小觑,因为它与石英属于同一级别。但是,由于它是一种无毒的生物材料,它可以用于多种创新性领域,比如作为医疗植入设备的一种电活性、抗微生物的涂层”,莫瑞克大学物理系博士后,此项研究的主作者
Aimee Stapleton
解释道
。
溶菌酶晶体可以很轻松的从天然材料中制造出来。
“人们早在
1956
年就得到了溶菌酶晶体的高精结构”,结构生物学家、该研究的联合作者
T
ewfik Soulimane
教授说道
,
“事实上,它是人类首个解开整体结构的酶,也是第二个解开整体结构的蛋白。但是我们是首个展示出
溶菌酶晶体压电性的团队。
”
图丨
爱尔兰利莫瑞克大学展示出溶菌酶电压性的三位研究人员(从左到右)John Sweeney, Aimee Stapleton 和 Vincent Casey。
据研究团队的队长,莫瑞克大学物理系教授
Tofail Syed
表示:
“在非生物材料中,晶体是测量压电性的黄金标准。我们的成果展示出同样的手段也可以用于生物材料。
这是一种全新的思路,因为在此之前,科学家一直都以复杂的阶级结构,比如组织、细胞,或者多肽缩多氨酸来试图理解生物压电材料,而不是从基础模块开始。
”