Bạn có tin các chất bài tiết ra từ cơ thể chúng ta có thể sản xuất ra điện không? Nghe có vẻ vô lý nhưng giờ đây các nhà nghiên cứu tại Viện bernak của ĐH Limerick, Ireland đã tìm ra cách để thực hiện điều này nhờ vào việc khai thác hiệu quả một loại protein trong cơ thể con người.
Protein lysozymel là 1 loại protein dạng tinh thể có trong nước mắt, nước bọt, sữa, chất nhầy, và lòng trắng trứng.
Chúng có tác dụng phá vỡ các thành tế bào vi khuẩn, và đặc biệt là có thể sản sinh ra điện năng khi có áp lực. Nếu biết cách khai thác đúng mức, nó có thể trở thành một nguồn nhiên liệu mới cho các loại thiết bị cấy ghép trong y học.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng 2 tấm kính tạo áp lực lên tinh thể lysozymel để sản sinh ra điện áp, nơi tích tụ các điện tích phản xạ trước các áp lực cơ học.
Một trong những nhà nghiên cứu, nhà vật lý Aimee Stapleton cho biết: "Khả năng sản xuất điện từ protein đặc biệt này đã không được xem xét đúng mức. Nó là một loại vật liệu sinh học lành tính, không độc hại vì vậy có thể ứng dụng như một lớp phủ chống vi khuẩn cho hoạt động cấy ghép."
Theo nhóm nghiên cứu, tinh thể lysozyme là 1 đối thủ nặng kí của thạch anh, loại tinh thể vốn được biết đến với tính năng áp điện. Tính năng này được anh em nhà vật lý Pháp Pierre và Jacques Curie phát hiện vào cuối thế kỷ 19.
Nhưng thạch anh là một vật liệu phi sinh học, vì vậy việc tìm ra một chất tương đương phù hợp với cơ thể như lysozyme có thể mở ra một cánh cửa mới cho sự phát triển của các thiết bị cấy ghép cần điện áp.
Nhà khoa học Tofail Syed cho biết: "Đây là một phương pháp tiếp cận mới. Chúng tôi đang đào sâu nghiên cứu cách sản sinh ra điện áp ở cấp độ phức tạp hơn như mô, tế bào hay protein thay vì chỉ nghiên cứu các nhóm chức năng cơ bản như trước".
Nhà sinh học cấu trúc Tewfik Soulimane cho biết thêm: "Trên thực tế, tinh thể lysozyme được biết đến như cấu trúc bậc 2 của protein và cấu trúc bậc 1 của enzym. Nhưng chúng tôi là người đầu tiên sử dụng những tinh thể này như một nguồn điện áp".
Trong tương lai, điện năng được tạo ra từ nước mắt, mồ hôi của con người có thể sử dụng cho các thiết bị y sinh. Ảnh minh họa
Phát hiện này hứa hẹn mở ra một kỉ nguyên mới cho việc khai thác điện năng linh hoạt trong tương lai. Nhiều nghiên cứu ứng dụng mới có thể phát triển dựa trên phát hiện này như phương thức đưa thuốc vào cơ thể và kiểm soát hiệu quả của nó dựa vào cảm biến năng lượng protein lysozyme dưới da.
"Chúng tôi cho rằng lysozyme có thể còn được sử dụng như chất phụ gia, màng bọc phụ gia có thể phân hủy sinh học, và phụ gia kháng khuẩn để cấy ghép thông thường", nhóm nghiên cứu viết trong bài báo cáo.
Nếu nguồn nhiên liệu từ lysozyme được sử dụng trong lương lai, đây không phải là lần đầu tiên loại enzym này có công đóng góp cho ngành khoa học.
Nó đã từng được Alexander Fleming nghiên cứu như một ứng cử viên kháng sinh tiềm năng trước khi ông khám phá ra penicillin và là một trong những protein đầu tiên được vẽ ba chiều vào năm 1965.