Piezoelektrisk effekt är egenskapen hos vissa material för att omvandla mekanisk energi till elektrisk ström. "Piezo" är ett grekiskt ord som betyder "att pressa." Effekten upptäcktes först av Pierre Curie och Jacques Curie 1880. Dr. I. Yasuda 1957 upptäckte förekomsten av piezoelektrisk effekt i ben.
Direkt piezoelektricitet
Den direkta piezoelektriska effekten definieras som förmågan hos ett material att producera spänning under spänning eller kompression.
Omvänd piezoelektricitet
Den inversa piezoelektriska effekten definieras som den böjning som orsakas i piezoelektriska material, såsom keramik och kristaller, på grund av applicerad potential eller elektriskt fält.
Ben
Majoriteten av benen består av benmatris som är oorganisk och organisk. Hydroxyapatit, som är kristallint, bildar den oorganiska delen av benmatrisen. Å andra sidan är typ I-kollagen den organiska delen av matrisen. Hydroxyapatit har upptäckts vara ansvarig för piezoelektricitet i ben.
Ursprung för piezoelektricitet i ben
När kollagenmolekyler, bestående av laddningsbärare, stressas, rör sig dessa laddningsbärare från insidan till ytan av provet. Detta ger elektrisk potential över benet.
Bendensitet och piezoelektrisk effekt
Stressen som verkar på benet ger den piezoelektriska effekten. Denna effekt lockar i sin tur benbyggande celler (kallas osteoblaster) på grund av bildandet av elektriska dipoler. Detta deponerar därefter mineraler - främst kalcium - på benets stressade sida. Följaktligen ökar den piezoelektriska effekten bentätheten.
Betydelse
En extern elektrisk stimulering kan leda till läkning och reparation i benet. Dessutom kan den piezoelektriska effekten i ben användas för benrenovering. Dr Julius Wolff 1892 observerade att benet omformades som svar på de krafter som verkade på det. Detta kallas också Wolffs lag.