Pjezoelektrinis poveikis yra kai kurių medžiagų savybė paversti mechaninę energiją elektros srove. „Pjezo“ yra graikiškas žodis, reiškiantis „spausti“. Poveikį pirmą kartą atrado Pierre'as Curie ir Jacques'as Curie'as 1880 m. Daktaras I. Yasuda 1957 m. Atrado pjezoelektrinį efektą kauluose.
Tiesioginis pjezoelektrinis
Tiesioginis pjezoelektrinis efektas apibrėžiamas kaip medžiagos gebėjimas sukelti įtampą esant įtampai ar suspaudimui.
Atvirkštinis pjezoelektrinis
Atvirkštinis pjezoelektrinis efektas apibrėžiamas kaip sukeltas įlinkis pjezoelektrinės medžiagos, pavyzdžiui, keramika ir kristalai, dėl pritaikyto potencialo ar elektrinio lauko.
Kaulas
Didžiąją kaulų dalį sudaro neorganinio ir organinio pobūdžio kaulų matrica. Hidroksiapatitas, kuris yra kristalinis, sudaro neorganinę kaulo matricos dalį. Kita vertus, I tipo kolagenas yra organinė matricos dalis. Buvo nustatyta, kad hidroksiapatitas yra atsakingas už kaulų pjezoelektrą.
Pjezoelektros kilmė kauluose
Kai įtempiamos kolageno molekulės, susidedančios iš krūvininkų, šie krūvininkai iš vidaus juda į mėginio paviršių. Tai sukuria elektrinį potencialą per kaulą.
Kaulų tankis ir pjezoelektrinis efektas
Kaulą veikiantis stresas sukelia pjezoelektrinį efektą. Šis poveikis savo ruožtu pritraukia kaulus formuojančias ląsteles (vadinamas osteoblastais), nes susidaro elektriniai dipoliai. Vėliau mineralai, pirmiausia kalcis, nusėda įtemptoje kaulo pusėje. Vadinasi, pjezoelektrinis efektas padidina kaulų tankį.
Reikšmė
Išorinė elektrinė stimuliacija gali sukelti kaulo gijimą ir atitaisymą. Be to, kaulo pjezoelektrinis efektas gali būti naudojamas kaulų pertvarkymui. Daktaras Juliusas Wolffas 1892 m. Pastebėjo, kad kaulas yra pertvarkytas reaguojant į jį veikiančias jėgas. Tai taip pat žinoma kaip Wolffo įstatymas.