Wykorzystanie bio-piezoelektryki: krok ku zrównoważonej przyszłości dzięki odkryciu naukowców z Limerick
WarsawNaukowcy z Uniwersytetu w Limerick w Irlandii dokonali znaczącego odkrycia w dziedzinie energii odnawialnej. Udało im się wyhodować organiczne kryształy, które potrafią przekształcać nacisk w elektryczność, co jest znane jako piezolektryczność. Zazwyczaj zjawisko to kojarzy się z ceramiką i plastikami, ale zespół odkrył, że niektóre cząsteczki występujące u ludzi również mają takie właściwości. To odkrycie może prowadzić do nowych zastosowań w gadżetach i narzędziach medycznych.
Zespół badawczy z Actuate Lab opracował nową metodę wykorzystania form silikonowych do kształtowania kryształów w różne formy, takie jak dyski i płytki, znajdując dla nich różne zastosowania. Możliwe zastosowania obejmują elementy w urządzeniach medycznych, mikrofony w smartfonach oraz czujniki w samochodach.
Specjalnie uformowane kryształy, gdy zostaną ściśnięte, wytwarzają napięcie, które, po podniesieniu, może zasilać elektroniczne urządzenia wykorzystując normalne ruchy mechaniczne. Ta praktyczna i niedroga metoda opiera się na wcześniejszych badaniach, w których użyto modeli komputerowych do przewidywania wytwarzania elektryczności przez naciskanie materiału biologicznego.
Ten przełom to nie tylko krok naprzód w technologii, ale także bardziej ekologiczna alternatywa dla obecnie stosowanych materiałów piezoelektrycznych, które często zawierają szkodliwe substancje, takie jak ołów. Pomimo ograniczeń UE w stosowaniu ołowiu, tradycyjne materiały piezoelektryczne są z nich zwolnione z braku innych opcji. Badania przeprowadzone przez UL mogą znacząco zmniejszyć ilość elektronicznych odpadów z urządzeń opartych na ołowiu, których jest szacunkowo około 4 000 ton rocznie.
To odkrycie może przyczynić się do uczynienia metod produkcji w branży technologii piezoelektrycznych bardziej ekologicznymi. Zastosowanie kryształów z aminokwasów pozwala wyeliminować szkodliwe materiały, jednocześnie utrzymując lub nawet poprawiając efektywność tych technologii. Badania te wskazują na dążenie do stosowania bardziej zielonych rozwiązań technologicznych. Podkreślają również potrzebę współpracy między dziedzinami, takimi jak chemia, fizyka i nauka o materiałach, aby tworzyć nowe sposoby generowania ekologicznej energii.
Jeśli więcej osób zacznie korzystać z metody zespołu UL, może to zachęcić innych badaczy do dalszego eksplorowania piezoelektryków biomolekularnych. To z kolei może prowadzić do ważnych zmian w tej dziedzinie i przyczynić się do zmniejszenia wpływu na środowisko.
Badanie jest publikowane tutaj:
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.137001i jego oficjalne cytowanie - w tym autorzy i czasopismo - to
Krishna Hari, Tara Ryan, Suman Bhattacharya, Sarah Guerin. Molded, Solid-State Biomolecular Assemblies with Programmable Electromechanical Properties. Physical Review Letters, 2024; 133 (13) DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.137001Udostępnij ten artykuł