Piezoelektrisk effekt er egenskapen til noen materialer for å konvertere mekanisk energi til elektrisk strøm. "Piezo" er et gresk ord som betyr "å presse." Effekten ble først oppdaget av Pierre Curie og Jacques Curie i 1880. Dr. I. Yasuda oppdaget i 1957 eksistensen av piezoelektrisk effekt i bein.
Direkte piezoelektrisitet
Den direkte piezoelektriske effekten er definert som materialets evne til å produsere spenning under spenning eller kompresjon.
Omvendt piezoelektrisitet
Den inverse piezoelektriske effekten er definert som bøyningen forårsaket i piezoelektriske materialer, som keramikk og krystaller, på grunn av anvendt potensial eller elektrisk felt.
Bein
Flertallet av bein består av beinmatrise som er uorganisk og organisk. Hydroksyapatitt, som er krystallinsk, danner den uorganiske delen av beinmatrisen. På den annen side er Type I kollagen den organiske delen av matrisen. Hydroksyapatitt har blitt oppdaget å være ansvarlig for piezoelektrisitet i bein.
Opprinnelsen til piezoelektrisitet i bein
Når kollagenmolekyler, bestående av ladningsbærere, blir stresset, beveger disse ladningsbærerne seg fra innsiden til overflaten av prøven. Dette produserer elektrisk potensial over beinet.
Beintetthet og piezoelektrisk effekt
Stresset som virker på beinet produserer den piezoelektriske effekten. Denne effekten tiltrekker seg igjen beinbyggende celler (kalt osteoblaster) på grunn av dannelsen av elektriske dipoler. Dette deponerer deretter mineraler - primært kalsium - på den stressede siden av beinet. Derfor øker den piezoelektriske effekten bentettheten.
Betydning
En ekstern elektrisk stimulering kan føre til helbredelse og reparasjon i bein. I tillegg kan den piezoelektriske effekten i bein brukes til ombygging av bein. Dr. Julius Wolff i 1892 observerte at bein er omformet som svar på kreftene som virker på det. Dette er også kjent som Wolffs lov.