En una investigación publicada ayer en la revista Applied Physical Letters (Cartas de física aplicada) se muestra que la lisozima, una proteína que se encuentra en las lágrimas y en la clara de los huevos puede producir electricidad. Este descubrimiento tiene posibles aplicaciones futuras en medicina y en la construcción de dispositivos médicos.
Investigadores de la Universidad de Limerick buscaban nuevas formas de generar electricidad y se preguntaban si la lisozima podría funcionar. (La proteína está bien estudiada y ampliamente disponible. Cualquier persona que desee un poco no tiene que ver una película triste y recoger sus propias lágrimas. Algunas empresas la extraen de los huevos de gallina, y no de lágrimas humanas, y la venden a los científicos de la industria alimentaria).
Los científicos cristalizaron la proteína mediante calor y usaron un solenoide para aplicar presión. Luego, usaron electrodos para medir el voltaje que la proteína generaba. Midieron la presión aplicada desde abajo y controlaron las herramientas con precisión mediante un programa informático. Resultó que la lisozima tiene un “efecto piezoeléctrico”, lo que significa que puede generar una carga cuando se aplica una tensión mecánica. Los materiales que tienen un efecto piezoeléctrico pueden convertir energía mecánica en electricidad, y energía eléctrica en energía mecánica. La presión perturba su neutralidad eléctrica, y la superficie del material se polariza. Solo los cristales que carecen de una simetría central producen un efecto piezoeléctrico.
“Aunque la respuesta no es muy grande, es comparable con la de los materiales eléctricos tradicionales”, dice Aimee Stapleton, física de materiales y coautora del estudio.
Los científicos han observado actividad piezoeléctrica en varios otros elementos biológicos, como la madera, el hueso, los tendones y la queratina, el material del que están hechas las uñas. Sin embargo, la lisozima es una molécula ideal porque puede cristalizarse fácilmente, lo cual es indispensable para que produzca una carga.
El beneficio de una fuente de electricidad biológica es que puede ser utilizada con mayor seguridad en dispositivos médicos. Por ejemplo, los marcapasos podrían ser más biocompatibles si utilizaran la lisozima para funcionar, en lugar del plomo de las baterías tradicionales, lo cual reduciría el riesgo de infecciones.
En forma alternativa, la energía derivada de la lisozima podría utilizarse en otras formas distintas, como una cubierta antimicrobiana para dispositivos médicos, debido a que posee propiedades antibacterianas inherentes. “En realidad, puede aplicarse a cualquier cosa”, señala Stapleton.
Sin embargo, no necesariamente tendremos marcapasos alimentados con clara de huevo en un futuro cercano. “Se trata básicamente de un punto de inicio”, dice Stapleton. “No hemos analizado otras proteínas. Es posible que tengan una respuesta eléctrica aún mayor”.
Stapleton espera que esta investigación pueda allanar el camino para el futuro de los efectos piezoeléctricos de las proteínas.