據(jù)外媒報(bào)道， 一個(gè)由特拉維夫大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的一項(xiàng)新納米技術(shù)將使通過激活各種器官在人體內(nèi)產(chǎn)生電流和電壓成為可能。 研究人員指出，這一進(jìn)展涉及一種全新的、非常強(qiáng)的生物材料，它類似于膠原蛋白，無(wú)毒、不會(huì)對(duì)人體組織造成傷害。

這項(xiàng)研究的領(lǐng)導(dǎo)者 Ehud Gazit教授同時(shí)還是藥物發(fā)現(xiàn)BLAVATNIK CENTER的創(chuàng)始主任，他解釋稱：“膠原蛋白是人體中最普遍的蛋白質(zhì)，占人體所有蛋白質(zhì)的30%左右。它是一種具有螺旋結(jié)構(gòu)和各種重要物理性能如機(jī)械強(qiáng)度和柔韌性的生物材料，這些在許多應(yīng)用中都是有用的。然而，由于膠原蛋白分子本身又大又復(fù)雜，研究人員長(zhǎng)期以來(lái)一直在尋找一種以膠原蛋白為基礎(chǔ)、表現(xiàn)出相似特性的極簡(jiǎn)、短而簡(jiǎn)單的分子。大約一年半前，在《Nature Materials》雜志上，我們的團(tuán)隊(duì)發(fā)表了一項(xiàng)研究，我們使用納米技術(shù)手段設(shè)計(jì)了一種新的生物材料以滿足這些要求。它是一種三肽--一種非常短的分子，叫做Hyp-Phe-Phe，只由三個(gè)氨基酸組成--能通過簡(jiǎn)單的自我組裝形成類似膠原蛋白的螺旋結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)靈活，強(qiáng)度跟金屬鈦相似。在目前的研究中，我們?cè)噲D檢驗(yàn)我們開發(fā)的新材料是否具有膠原蛋白的另一個(gè)特征--壓電。壓電是一種材料在機(jī)械力作用下產(chǎn)生電流和電壓的能力，或反之，在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生機(jī)械力的能力。”

在這項(xiàng)研究中，研究人員創(chuàng)建了工程材料的納米結(jié)構(gòu)并在先進(jìn)的納米技術(shù)工具的幫助下對(duì)其施加機(jī)械壓力。實(shí)驗(yàn)表明，由于壓力的作用，這種材料確實(shí)會(huì)產(chǎn)生電流和電壓。此外，只有幾百納米的微小結(jié)構(gòu)顯示出了迄今所發(fā)現(xiàn)的最高水平的壓電性能，這可以跟當(dāng)今市場(chǎng)上常見的壓電材料相媲美或優(yōu)于它們。

據(jù)研究人員介紹稱，在納米材料中發(fā)現(xiàn)這種壓電強(qiáng)度具有重大意義，因?yàn)樗C明了工程材料可以作為一種非常小的設(shè)備的微型馬達(dá)。接下來(lái)，研究人員計(jì)劃使用晶體學(xué)和計(jì)算量子力學(xué)方法來(lái)獲得對(duì)材料的壓電行為的深入了解從而使晶體精確工程用于構(gòu)建生物醫(yī)學(xué)設(shè)備。

Gazit教授說(shuō)道：“我們今天所知道的大多數(shù)壓電材料都是有毒的含鉛材料或聚合物，這意味著它們對(duì)環(huán)境和人體都不友好。然而，我們的新材料是完全生物的，因此適合在體內(nèi)使用。如用這種材料制成的設(shè)備可以替代為心臟起搏器等植入物提供能量的電池，不過它應(yīng)該需要不時(shí)地更換。身體的運(yùn)動(dòng)--如心跳、頜動(dòng)、排便或身體內(nèi)任何其他有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)--都會(huì)給該裝置充電并持續(xù)激活植入物。”

現(xiàn)在，作為繼續(xù)研究的一部分，研究人員正在尋求了解工程材料的分子機(jī)制以實(shí)現(xiàn)其巨大的潛力，另外他們還將這一科學(xué)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為應(yīng)用技術(shù)。在目前這個(gè)階段，雖然醫(yī)療設(shè)備的發(fā)展是重點(diǎn)，但Gazit教授強(qiáng)調(diào)稱：“環(huán)境友好型壓電材料如我們已經(jīng)開發(fā)出的在廣泛領(lǐng)域的巨大潛力，因?yàn)樗鼈兩a(chǎn)綠色能源的使用正在使用的機(jī)械力。”比如一輛行駛在街道上的汽車可以打開路燈。這些材料也可能取代目前廣泛使用的含鉛壓電材料，不過這會(huì)引起人們對(duì)有毒金屬泄漏到環(huán)境的擔(dān)憂。

關(guān)鍵詞： 納米技術(shù) 電流 人體內(nèi)部 人體組織