據外媒報道，一個由特拉維夫大學研究人員領導的國際研究團隊開發的一項新納米技術將使通過激活各種器官在人體內產生電流和電壓成為可能。研究人員指出，這一進展涉及一種全新的、非常強的生物材料，它類似於膠原蛋白，無毒、不會對人體組織造成傷害。
研究人員認為，這種新納米技術在醫學上有着許多潛在的應用，包括收集清潔能源以通過人體的自然運動來操作植入體內的設備如起搏器來消除對電池的需求。
這項研究的領導者 Ehud Gazit教授同時還是藥物發現BLAVATNIK CENTER的創始主任，他解釋稱：“膠原蛋白是人體中最普遍的蛋白質，占人體所有蛋白質的30%左右。它是一種具有螺旋結構和各種重要物理性能如機械強度和柔韌性的生物材料，這些在許多應用中都是有用的。然而，由於膠原蛋白分子本身又大又複雜，研究人員長期以來一直在尋找一種以膠原蛋白為基礎、表現出相似特性的極簡、短而簡單的分子。大約一年半前，在《Nature Materials》雜誌上，我們的團隊發表了一項研究，我們使用納米技術手段設計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，只由三個氨基酸組成–能通過簡單的自我組裝形成類似膠原蛋白的螺旋結構，這種結構靈活，強度跟金屬鈦相似。在目前的研究中，我們試圖檢驗我們開發的新材料是否具有膠原蛋白的另一個特徵–壓電。壓電是一種材料在機械力作用下產生電流和電壓的能力，或反之，在電場作用下產生機械力的能力。”
在這項研究中，研究人員創建了工程材料的納米結構並在先進的納米技術工具的幫助下對其施加機械壓力。實驗表明，由於壓力的作用，這種材料確實會產生電流和電壓。此外，只有幾百納米的微小結構顯示出了迄今所發現的最高水平的壓電性能，這可以跟當今市場上常見的壓電材料相媲美或優於它們。
據研究人員介紹稱，在納米材料中發現這種壓電強度具有重大意義，因為它證明了工程材料可以作為一種非常小的設備的微型馬達。接下來，研究人員計劃使用晶體學和計算量子力學方法來獲得對材料的壓電行為的深入了解從而使晶體精確工程用於構建生物醫學設備。
Gazit教授說道：“我們今天所知道的大多數壓電材料都是有毒的含鉛材料或聚合物，這意味着它們對環境和人體都不友好。然而，我們的新材料是完全生物的，因此適合在體內使用。如用這種材料製成的設備可以替代為心臟起搏器等植入物提供能量的電池，不過它應該需要不時地更換。身體的運動–如心跳、頜動、排便或身體內任何其他有規律的運動–都會給該裝置充電並持續激活植入物。”
現在，作為繼續研究的一部分，研究人員正在尋求了解工程材料的分子機制以實現其巨大的潛力，另外他們還將這一科學發現轉化為應用技術。在目前這個階段，雖然醫療設備的發展是重點，但Gazit教授強調稱：“環境友好型壓電材料如我們已經開發出的在廣泛領域的巨大潛力，因為它們生產綠色能源的使用正在使用的機械力。”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，不過這會引起人們對有毒金屬泄漏到環境的擔憂。