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你皮肤里的黑色素会导电:科学家还想利用这种导电性

科普小知识2022-07-10 08:27:32
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据国外媒体报道,科学家们很早就知道真黑素,一种给人类皮肤、头发和眼睛着色的色素,可以导电。然而,天然形式的真黑素没有足够的导电性,没有人知道如何提及它的导电性。

一项新的研究最近改变了这种情况。在发表在《化学前沿》杂志上的一篇论文中,意大利的一个跨学科研究小组描述了一种突破性的过程,这种过程可以显著提高真黑素的导电性。

这项研究的作者、那不勒斯腓特烈二世大学的有机化学家亚历山德罗·佩泽拉特说:“这是一块垫脚石,一个漫长的过程将会开始。”

人类和其他生物对真黑色素没有反应,这意味着它可以被用来包裹医用植入物或其他可能进入人体的装置。然而,真黑素的天然形式在分子水平上过于规则,其导电性不高。在以前的研究中,如果不添加金属或其他化学物质,真黑素的导电性是无法提高的,但这些物质会被人体视为外来物质。为了在不增加外部因素的情况下提高真黑素的导电性,佩泽拉特和他的同事开发了一种组织分子的方法,使得电荷可以从一个电子流向另一个电子。

合著者之一、意大利国家新技术、能源和可持续经济发展署的电气工程师保罗·塔希尼说,这个过程“基本上是在真空中加热”。"这样,你就可以完全去除氧气和水蒸气."没有额外的分子,真黑色素可以更好地导电。

塔西尼说,这一过程将真黑素转化为“真正的导体”,其电导率增加了9个数量级以上。研究人员称他们的结果为“高真空退火真黑色素”(HVAE)。

然而,真黑素仍然是一种色素。佩泽拉特说,金属具有完全不同的电导率范围,而HAV的电导率要弱得多。然而,这是真黑色素首次用于生物电子学。

“我认为这项工作非常重要,”加州大学伯克利分校的材料科学家菲利普·梅塞史密斯说。他没有参加这项研究。然而,他也指出,研究人员仍然必须面对许多尚未解决的问题和挑战。一个很大的问题是,真黑素在暴露于水时会失去导电性,此时HAD的导电性会大大减弱。这将挑战真黑素在人体内部的应用,因为人体的大部分是由水组成的。未来的研究可能会使真黑素更具适应性。“我不认为这是一个不可逾越的挑战,”梅瑟史密斯说。

佩泽拉特说,他们的下一步是创造一个“非常简单的建筑”,由“像薄膜一样”的HAVE制成。将来,这种薄膜可能会应用于人体内使用的电子设备,但它还有很长的路要走。

当研究人员试图在真空环境中加热真黑色素时,他们不知道会发生什么。540摄氏度的高温并不是简单地燃烧这些色素,相反,它使真黑色素的密度更高,就像一个铝箔球被挤压得越来越紧。“我们对我们的发现非常满意,”塔西尼说。

你皮肤里的黑色素会导电:科学家还想利用这种导电性