Piezoelektrizitatearen printzipioei jarraiki, arrain hondakinetako kolagenoz egindako nanosorgailu biologikoa sortu dute Indiako bi ikertzailek. Besteak beste, harekin 50 LED argi urdin baino gehiago piztu daitezkeela egiaztatu dute. Gailu gardena, biobateragarria eta biodegradagarria denez, etorkizunean askotariko aplikazioak izan ditzake biomedikuntzaren alorrean.
Pizgailu elektriko bat nola dabilen, galdetu al diozue inoiz zuen buruari? Piezoelektrizitatea da gakoa. Zenbait kristal tentsio mekanikoen eraginpean jartzen direnean, dipolo elektrikoak agertzen dira barnean, eta karga elektrikoak azalean. Bada, fenomeno hori baliatzen dute pizgailu elektrikoek. Izan ere, kristal piezoelektriko bat daramate barruan, eta pizgailuari eragiten zaionean, kristal horren kontra talka egin, ondorioz karga elektriko handia metatu, eta txinparta sortzen da.
Kristal batzuek ez ezik, zenbait material biologikok ere badute piezoelektrizitatea; esaterako, arrain ezkatek daukaten kolagenoak badu propietate hori. Hain zuzen ere, arrain hondakinak berrerabilita energia sorgailu oso txikiak eraiki daitezkeela egiaztatu dute Sujoy Kumar Ghosh eta Dipankar Mandal Jadavpurko Unibertsitateko (Kalkuta, India) ikertzaileek. Applied Physics Letters aldizkarian eman dute haien lanaren berri.
Dipankar Mandalek azaldu bezala, “lehenik bio-hondakinak bildu genituen arraina prozesatzen duen merkatu betetik: arrain gordinen ezkatak. Ondoren, desmineralizazio prozesuaren bitartez, gardenak eta malguak izan zitezen lortu genuen. Piezoelektrizitate biologikoan oinarritzen den eta alde bietan elektrodoak dituen nanosorgailu bat egin ahal izan genuen horrela”.
Kolageno nanozuntz bakarrak propietate piezoelektrikoak badituela jakina zen lehendik ere, baina orain arte inork ez zuen nanozuntz multzo baten errendimendua aztertu. “Ikusi nahi genuen ea zer gertatzen den kolageno nanozuntzen sorta batekin, arrain ezkatetan ondo lerrokatuta eta elkarri lotuta daudenean. Arrain ezkatetako kolagenoen piezoelektrizitatea nahiko handia dela ikusi dugu, eta neurketa zuzenen bitartez egiaztatu dugu hori”, gaineratu du Mandalek.
Horrenbestez, ezkaten propietate hau zuzenean baliatzen duen nanosorgailu honek elektrizitatea sorrarazten du, estimulu mekaniko soilaren bitartez; bere horretan, jarraian bestelako tratamendu post-elektrikorik egin beharrik gabe. Mandalek dioenez, “ahalegin apartak egin diren arren, orain arte inor ez da gai izan energia sorgailu biodegradagarri bat egiteko, hain kostu txikiarekin eta urrats bakar batean”.
Egiaztatu dutenez, ingurunean aurki daitezkeen askotariko energia mekanikoak baliatzeko ahalmena du asmakizunak: gorputzaren mugimenduak, makinen eta soinuen bibrazioak, haizea… Nanosorgailua behin eta berriz atzamarrarekin ukitze hutsarekin ere, 50 LED argi urdin baino gehiago pizteko adina energia sortzen da.
Gailuak etorkizunean erabilera potentzial ugari izan ditzakeela uste dute bi ikertzaileok; batez ere elektronika gardena, biobateragarria eta biodegradagarriari dagokionez. Esaterako, biomedikuntzan askotariko aplikazioak izan ditzake. Taupada markagailuen kasua azpimarratu du Mandalek: “Etorkizunean, nanosorgailua bihotzetan txertatu ahal izatea nahi genuke, taupada markagailuetarako. Bihotz taupadetatik eskuratuko luke energia, eta energia horri esker funtzionatuko markagailuak. Gero, degradatu egingo litzateke, haren egitekoak bukatutakoan. Bihotzaren ehuna ere kolagenozkoa denez, gure nanosorgailua biobateragarria izango litzatekeela aurreikusi daiteke”.
Erreferentzia bibliografikoa
Sujoy Kumar Ghosh and Dipankar Mandal. High-performance bio-piezoelectric nanogenerator made with fish scale. Appl. Phys. Lett. 109, 103701 (2016); http://dx.doi.org/10.1063/1.4961623
Egileaz: Amaia Portugal (@amaiaportugal) zientzia kazetaria da.