科學(xué)家想利用黑色素的導(dǎo)電性

　　北京時(shí)間4月6日消息，據(jù)國外媒體報(bào)道，科學(xué)家很早之前就知道，真黑素（eumelanin）——賦予人體皮膚、毛發(fā)和眼睛顏色的色素——可以導(dǎo)電。但是，天然形式的真黑素并不具有足可以利用的導(dǎo)電性，也沒有人知道如何提到它的導(dǎo)電性。

　　近日的一項(xiàng)新研究改變了這一現(xiàn)狀。在發(fā)表于《化學(xué)前沿》（Frontiers in Chemistry）期刊的一篇論文中，意大利的一個(gè)跨學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)描述了可以顯著提高真黑素電導(dǎo)率的突破性過程。

　　研究作者、那不勒斯腓特烈二世大學(xué)的有機(jī)化學(xué)家亞歷桑德羅·佩澤拉（Alessandro Pezzella）說：“這是一塊踏腳石，一段漫長的過程將由此開啟。”

　　人類和其他生物體不會對真黑素產(chǎn)生反應(yīng)，這意味著它可以用來涂覆醫(yī)療植入物或其他可能進(jìn)入人體的裝置。不過，天然形式的真黑素在分子水平上太過規(guī)整，導(dǎo)電效率不高。在此前的研究中，如果沒有添加金屬或其他化學(xué)物質(zhì)的話，就無法改善真黑素的導(dǎo)電性，但這些物質(zhì)會被身體視為外來物。為了在不添加外部因子的情況下提高真黑素的導(dǎo)電性，佩澤拉和他的同事們開發(fā)了一個(gè)組織分子的過程，使電荷可以從一個(gè)電子流向另一個(gè)電子。

　　共同作者、意大利國家新技術(shù)、能源和可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展局的電氣工程師保羅·塔西尼（Paolo Tassini）介紹稱，這一過程“基本上是在真空中加熱”。“通過這種方式，你可以完全去除氧氣和水蒸氣”，沒有了額外的分子，真黑素就能更好地導(dǎo)電。

　　塔西尼表示，這一過程使真黑素轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;真正的導(dǎo)體”，其電導(dǎo)率提高了9個(gè)數(shù)量級以上。研究人員將他們獲得的結(jié)果稱為“高真空退火真黑素”（High Vacuum Annealed Eumelanin，簡稱HVAE）。

　　然而，真黑素依然是一種色素。佩澤拉表示，金屬具有完全不同的電導(dǎo)率范圍，而HAVE的導(dǎo)電性要弱得多。不過，這是第一次使真黑素能夠用于生物電子學(xué)領(lǐng)域。

　　美國加州大學(xué)伯克利分校的材料科學(xué)家菲利普·梅瑟史密斯（Phillip Messersmith）說：“我認(rèn)為這項(xiàng)工作非常重要。”他并未參與該研究。不過他也指出，研究人員仍然要面對許多未解決的問題和挑戰(zhàn)。一個(gè)很大的問題是，當(dāng)暴露于水中時(shí)，真黑素會失去導(dǎo)電性，此時(shí)HAVE的導(dǎo)電性也會大大減弱。這將給真黑素在人體內(nèi)部的應(yīng)用帶來挑戰(zhàn)，因?yàn)槿梭w大部分由水組成。未來的研究或許能讓真黑素變得更有適應(yīng)性。“我不認(rèn)為這是一個(gè)不可逾越的挑戰(zhàn)，”梅瑟史密斯說道。

　　佩澤拉表示，他們下一步的工作是創(chuàng)造一個(gè)“非常簡單的架構(gòu)”，由HAVE制成，“就像一張薄膜”。未來這張薄膜或許將涂覆在人體內(nèi)使用的電子設(shè)備上，但這還有很長的路要走。

　　當(dāng)研究人員嘗試在真空環(huán)境中加熱真黑素時(shí)，他們不知道會發(fā)生什么。540攝氏度左右的高溫并沒有簡單地?zé)龤н@些色素，相反，這使真黑素的密度變得更高，就像一個(gè)鋁箔球被擠壓得越來越緊密。“我們對所發(fā)現(xiàn)的一切感到非常高興，”塔西尼說道。