Butuh listrik? Mulai menangis.
OKE, tidak persis. Tetapi para ilmuwan Irlandia telah menemukan bahwa protein yang ditemukan dalam air mata manusia dapat, ketika ditempatkan di bawah tekanan tinggi, menghasilkan listrik. Mereka berharap temuan ini dapat mengarah ke cara yang lebih aman untuk menyalakan perangkat biomedis seperti alat pacu jantung.
Beberapa bahan, termasuk kristal, tulang, kayu dan berbagai protein, menumpuk muatan listrik ketika diperas. Kemampuan ini, yang dikenal sebagai piezoelektrik langsung, memiliki aplikasi yang beragam seperti pick-up gitar, sensor biomedis, vibrator ponsel, sonar laut dan pemantik rokok.
Para peneliti, dari Universitas Limerick, tertarik untuk melihat apakah protein lisozim, ditemukan dalam air mata, air liur, lendir dan susu — tetapi jauh lebih banyak pada telur ayam — memiliki sifat ini juga. Mereka mengkristalisasi lisozim menggunakan panas tinggi, kemudian meletakkannya di bawah tekanan dan mengukur keluaran listriknya. Mereka mengharapkan bahwa koefisien piezoelektriknya - ukuran kekuatannya - akan sekitar 1 picocoulomb per newton, mirip dengan biomaterial lainnya. Tetapi lisozim sebenarnya memiliki efek piezoelektrik hingga 6, 5 picocoulomb per newton. Efek rata-rata adalah sekitar 2 picocoulomb per newton, mirip dengan kuarsa.
“Kami sangat senang dengan itu, ” kata Aimee Stapleton, penulis utama studi tersebut. Penelitian ini dipublikasikan minggu lalu di jurnal Applied Physics Letters .
Stapleton dan timnya (Sean Curtin, True Media) Penelitian ini memiliki sejumlah aplikasi medis potensial. Karena lisozim adalah biokompatibel, ia berpotensi menjadi cara yang lebih aman untuk memberi daya pada perangkat biomedis seperti alat pacu jantung, beberapa di antaranya bergantung pada bahan beracun seperti timah. Listrik yang dihasilkan lisozim juga berpotensi menyebabkan sistem pengiriman obat yang lebih baik, di mana pompa bertenaga lisozim mengendalikan pelepasan obat secara lambat.
Karena pekerjaan utama lysozyme adalah untuk melindungi dari infeksi, itu adalah antimikroba alami.
"Properti antibakteri ini bisa berguna dalam perangkat biomedis, " kata Stapleton.
Lisozim juga berlimpah dan tersedia, menjadikannya bahan yang murah untuk digunakan — bahan ini umumnya digunakan dalam penelitian ilmiah dan dalam industri makanan sebagai bahan pengawet. Tetapi, seperti dikatakan Stapleton, "aplikasi, mereka membutuhkan waktu yang lama untuk direalisasikan."
Langkah selanjutnya untuk Stapleton dan timnya adalah melihat aspek piezoelektrik lain, yang dikenal sebagai efek piezoelektrik yang berlawanan (atau terbalik, atau terbalik). Ini adalah saat aplikasi listrik menciptakan deformasi pada bahan kristal. Jika lisozim menunjukkan efek ini, ia dapat memiliki sejumlah kegunaan potensial juga.
"Saya pikir kinerjanya masih merupakan aspek terpenting untuk penemuan material baru, " kata Xudong Wang, seorang profesor ilmu dan teknik material di University of Wisconsin. "Makalah menyebutkan koefisien piezoelektrik hampir sama dengan kuarsa. Ini agak rendah untuk aplikasi pemanenan energi. Akan sangat menarik untuk mengetahui batas teoritis bahan baru ini."
Stapleton sedang mempelajari lisozim karena merupakan protein yang dapat dengan mudah dikristalisasi, dan memiliki jenis struktur kristal tertentu merupakan faktor kunci untuk potensi piezoelektrik suatu bahan. Para peneliti yang mempelajari piezoelektrik dalam bahan biologis sebelumnya telah melihat bahan yang lebih kompleks seperti sel dan jaringan. Tetapi Stapleton menganggap perlu untuk menyelidiki protein sederhana, dengan harapan dapat menghasilkan pemahaman yang lebih mendalam tentang proses piezoelektrik.
“Kami tidak sepenuhnya memahami cara kerja [piezoelektrik], ” katanya. "Jadi kami pikir kami akan mulai dengan blok bangunan yang lebih mendasar."
