25 gennaio 2020
Aggiornato 21:30
Lacrime ed elettricità

Scoperta incredibile: lacrime e saliva possono produrre elettricità

Le lacrime e la saliva contengono una proteina in grado di generare elettricità se sottoposta a pressione. In futuro i dispositivi medici impiantati sottocute potranno essere auto-alimentati

Lacrime e saliva possono generare elettricità
Lacrime e saliva possono generare elettricità Shutterstock

LIMERICK - Chi l’avrebbe mai detto che l’energia elettrica potrebbe essere ricavata da una piccola quantità di saliva o lacrime? Eppure è proprio così e la scoperta – peraltro recentissima – è a cura di alcuni scienziati irlandesi. Ma il lato ancor più positivo è che le secrezioni umane potrebbero essere utilizzate in un vicino futuro per alimentare i dispositivi medicali impiantati nel nostro corpo.

Il merito è di una proteina
Se un giorno i dispositivi impiantati nel corpo umano potrebbero essere alimentati naturalmente, è per merito di una proteina denominata lisozima. Questa è in grado di generare elettricità quando viene posta sotto pressione. Il lisozima si trova nelle lacrime, nella saliva, nel latte, nel muco e nei bianchi d’uovo.

Il compito del lisozima
La proteina Lisozima ha un compito piuttosto ingrato: rompere le pareti delle cellule batteriche provocandone così la morte. Quello che hanno scoperto gli scienziati, però, è che quando si trova nella sua forma cristallizzata la sostanza può essere manipolata allo scopo di essere convertita in energia elettrica. La fantastica scoperta è dei ricercatori dell'Università di Limerick, in Irlanda.

Lo studio
Durante lo studio gli scienziati sono riusciti ad applicare una pressione a un film di cristalli di lisozima spremuti tra due vetrini. Dai loro risultati è emerso che viene prodotta una particolare forma di energia denominata piezoelettricità. In questa una carica elettrica si accumula in seguito a uno stress accumulato come potrebbe essere la pressione.

Una novità per la scienza
«Mentre la piezoelettricità viene generata attorno a noi, la capacità di produrre elettricità da questa particolare proteina non era ancora mai stata esplorata», spiega Aimee Stapleton, fisico e coordinatore della ricerca. «Tuttavia, siccome è un materiale biologico, non è tossico, quindi potrebbe avere molte applicazioni innovative come i rivestimenti antimicrobici elettroattivi per gli impianti medici».

Quarzo vs lisozima
Il team di ricerca sostiene che l’efficienza dei cristalli di lisozima da ora in poi potrebbe entrare in concorrenza diretta con i cristalli di quarzo. Questi ultimi sono da tempo conosciuti proprio a causa della loro virtù piezoelettriche. I primi a scoprirlo furono dei fisici francesi di nome Pierre e Jacques Curie che, nel 1880, scoprirono il cosiddetto effetto piezoelettrico. Si tratta di una proprietà presente in quasi tutti i materiali cristallini che sono privi di centro di simmetria.

Compatibile con l’organismo umano
Il limite del quarzo, tuttavia, è che non è un materiale biologico. Al contrario lacrime e saliva essendo perfettamente compatibili con il nostro organismo potrebbero portare alla realizzazione di dispositivi medici piezoelettrici impiantabili. «Questo è un nuovo approccio. Come gli scienziati finora hanno cercato di capire la piezoelettricità nella biologia usando complesse strutture gerarchiche come i tessuti, le cellule oi polipeptidi piuttosto che indagare su semplici elementi costruttivi», ha dichiarato il primo autore dello studio, il professor Tofail Syed.

Un’alimentazione semplice e naturale
Se le ricerche degli scienziati verranno confermate, non passerà molto tempo per avere a disposizione impianti sottocutanei che rilasciano i farmaci nel corpo, controllati e alimentati da sensori che rilevano il lisozima. «Immaginiamo anche che il lisozima possa essere impiegato come additivo/rivestimento biodegradabile, piezoelettrico e antimicrobico per impianti convenzionali».

Prima degli antibiotici era il lisozima
La proteina Lisozima, grazie alle sue virtù antibatteriche era stata a lungo studiata nel 1922 grazie ad Alexander Fleming che voleva ideare alcune sostanze fortemente antibiotiche. Pochi anni dopo, tuttavia, il suo uso fu soppiantato dalla penicillina e le ricerche sul lisozima caddero in disuso. Fleming scoprì le sue virtù un giorno quando, durante un forte raffreddore, aggiunse una goccia del suo muco in una cultura batterica. In quel momento notò che i batteri morirono velocemente. Scoperta la sua incredibile virtù decise di elaborare un farmaco a base di lisozima. Tuttavia si rese presto conto che la sua molecola originale era troppo grande per muoversi liberamente tra le cellule. Il suo uso quindi era limitato a livello locale. Ma non solo, presto si dovette scontrare con un’amara verità: il lisozima non funzionava contro i batteri più temibili. Oggi, però, il lisozima è utilizzato come conservante alimentare. Il lisozima, quindi, «è la seconda struttura proteica e la prima struttura enzimatica che sia stata mai conosciuta, ma noi siamo stati i primi a usare questi cristalli per mostrare la prova della piezoelettricità», conclude Tewfik Soulimane. Lo studio è stato pubblicato su Applied Physics Letters.