哭泣真的讓人麻酥酥！科學家利用眼淚中的蛋白質發電

【Technews科技新報】未來，哭也是種能量來源，男兒不必有淚不輕彈。來自愛爾蘭利墨瑞克大學伯納爾研究所的團隊發現，蛋清、哺乳動物眼淚、唾液或鼻涕中的蛋白質「溶菌酶」晶體，可透過施加物理壓力產生電流，稱為直接壓電效應（direct piezoelectricity），壓電度媲美石英。研究團隊說，由於溶菌酶是一種無毒生物材料，這項發現將在生物壓電領域發揮影響力，比如醫療植入物抗菌塗層的創新應用。

所謂壓電效應，是指電介質材料中一種機械能與電能互換的現象，當對壓電材料施以物理壓力時，材料體內的電偶極矩會因壓縮而變短，此時壓電材料為抵抗這變化，會在表面上產生等量的正負電荷以對抗壓力、避免變形。這種由於形變而產生電極化的現象稱為「正壓電效應」，實質上是機械能轉化為電能的過程。

若反之，當在壓電材料表面施加電場（電壓）時，電偶極矩因電場作用被拉長，壓電材料為抵抗這變化會沿著電場方向伸長，這種由於電場作用而產生機械形變的過程稱為「逆壓電效應」，實質上是電能轉化為機械能的過程。利用這種機械振動和交流電互相轉換的特性，壓電材料廣泛應用於感測器元件中，如手機諧振器、地震感測器、加速度測量元件、深海聲納等。石英是常見的壓電材料，而木材、動物骨骼、皮膚、血管組織也都具有壓電性。

生物有機體其實有各種供電來源，比如眼淚一些成分如葡萄糖、乳酸鹽等都具發電能力，而日前，復旦大學團隊也剛提出一種利用血液流動產生電力的方法。不過現在，就連人類眼淚中的某種蛋白質都可以產生電力了，那就是溶菌酶晶體，當它從外施加物理壓力時會產生電能。

科學家第一次發現眼淚中的溶菌酶晶體具有壓電性。（Source：利墨瑞克大學）

過去，溶菌酶（lysozyme）在實驗室廣泛應用於對細菌進行的細胞破碎技術，加上溶菌酶易結晶的特性，也常用於各種晶體學相關研究，但這是科學家第一次找到溶菌酶具壓電性的證據，研究主要作者 Aimee Stapleton 表示，溶菌酶晶體的壓電度大到足以媲美石英。

由於溶菌酶是種無毒生物材料，研究團隊表示，未來溶菌酶在能量收集、生物醫學設備等領域將有許多創新應用，它可以替代一些生物相容性的電子產品，比如常含有毒元素鉛的壓電能量收集器。這項研究已發布在《應用物理通訊》期刊。

（首圖來源：Pixabay）

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科技新報編輯

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