Vật liệu áp điện mới được phát triển ra có đặc tính giống phân tử Collagen. Mục đích nghiên cứu là tìm ra vật liệu áp điện thích hợp sử dụng trong y học. Các nghiên cứu này đang hướng đến việc dùng các loại vật liệu này tạo ra nguồn điện. Nhằm cung cấp điện cho các thiết bị siêu nhỏ gắn trong cơ thể người. Tại Hàn Quốc trước đó, các nhà nghiên cứu cũng đã nghiên cứu và phát triển các năng lượng nhỏ có thể tạo ra điện dựa trên nhiệt độ cơ thể. Nghiên cứu này có tác dụng làm giảm trọng lượng của nguồn phát điện. Tạo tiền đề phát triển cho các công nghệ và thiết bị đeo trong cơ thể trong tương lai.
Mục Lục
Vật liệu áp điện mới được nghiên cứu
Cấu trúc của vật liệu áp điện
Theo phóng viên TTXVN tại Tel Aviv, đây là kết quả công trình nghiên cứu do giáo sư Ehud Gazit của trường Shmunis thuộc Đại học Tel Aviv chủ trì. Giáo Gazit cho biết collagen là một protein phổ biến nhất trong cơ thể, có nhiều đặc tính vật lý quan trọng, như tính mềm dẻo và độ bền cơ học.
Tuy nhiên, do phân tử collagen lớn và phức tạp. Nên từ lâu giới nghiên cứu đã tìm kiếm một phân tử đơn giản hơn nhưng có các đặc tính tương tự. Hơn một năm trước, nhóm nghiên cứu đã sử dụng công nghệ nano để tạo ra một vật liệu đáp ứng các yêu cầu này. Đây là một phân tử rất ngắn, chỉ bao gồm ba axit amin, có khả năng tự lắp ráp để tạo thành cấu trúc xoắn linh hoạt như collagen và khỏe như titan.
Đặc tính của vật liệu áp điện
Hơn nữa, vật liệu này còn có một đặc tính của collagen đó là khả năng áp điện. Tức là có thể tạo ra dòng điện dưới tác dụng của lực cơ học. Ngoài ra, các thí nghiệm còn cho thấy vật liệu này mặc dù có cấu trúc cực nhỏ. Chỉ vài trăm nano mét (1 nano mét = 1 phần tỷ mét) nhưng lại có khả năng áp điện cao hơn hẳn các vật liệu áp điện thông thường. Đáng nói là, hầu hết các vật liệu áp điện hiện nay đều chứa chì. Nên không thích hợp để ứng dụng trong y tế.
Theo các nhà nghiên cứu, loại vật liệu áp điện mới có ý nghĩa rất lớn. Chúng có thể được dùng để tạo ra động cơ phát điện. Cung cấp cho các thiết bị siêu nhỏ được cấy trong cơ thể người bệnh. Chẳng hạn máy tạo nhịp tim. Nguồn năng lượng duy trì máy phát chính là các chuyển động vật lý của các bộ phận trong cơ thể. Giáo sư Gazit khẳng định: “Nhịp tim, cử động hàm, ruột hoặc bất kỳ chuyển động nào khác diễn ra trong cơ thể một cách thường xuyên – sẽ sạc điện cho thiết bị”.
Nguồn điện tạo ra từ nhiệt độ cơ thể người
Trước đó, các nhà khoa học của Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc đã nghiên cứu và phát triển các năng lượng nhỏ có thể tạo ra điện dựa trên nguồn nhiệt độ cơ thể người. Đây là một cách tiếp cận hoàn toàn mang tính cách mạng để thiết kế một nguồn phát điện. Phương pháp này có thể làm giảm đáng kể trọng lượng của một nguồn phát. Điều đó là một yếu tố cần thiết cho thiết bị điện tử đeo trong tương lai.
Các nhà khoa học đã phát triển một máy phát điện nhỏ đeo trên ngực. Hoạt động dựa trên nguyên lý của các nhà máy nhiệt điện. Với khả năng chuyển hóa nhiệt độ cơ thể người thành nguồn năng lượng. Trong đó bộ máy phát điện là các tấm vải thủy tinh. Trên các tấm vải thủy tinh này sẽ được trang bị hỗn hợp trên bề mặt. Có khả năng nhận biết nguồn nhiệt từ cơ thể hay từ bên ngoài để chuyển hóa thành năng lượng.
Việc các nguồn phát điện được làm từ vật liệu là các chất vô cơ. Có khả năng tạo ra nguồn năng lượng cao hơn là các sản phẩm làm từ vật liệu hữu cơ. Việc sử dụng các tấm vải thủy tinh đã được ưu tiên hơn trong việc tạo máy phát điện đeo trên người. Ngoài ra các tấm vải thủy tinh còn giải quyết các vấn đề về kích thước và trọng lượng. Thậm chí còn giảm thiểu sự mất nhiệt và tối đa hóa nguồn phát.