Итальянские исследователи увеличили электропроводность эумеланина, пигмента, окрашивающего глаза и волосы, а также защищающего кожу от солнца.
О том, что эумеланин проводит ток, ученым известно давно. Но мощность явления не позволяла использовать его на практике. Итальянские специалисты модифицировали структуру пигмента, нагрев его в вакууме, сообщает eurekalert.org. Результаты их работы представлены в Frontiers in Chemistry.
«Наш процесс повышает электропроводность в миллиард раз, — сказали старшие авторы проекта, доктора Алессандро Пеццелла из Неаполитанского университета Федерико II и Паоло Тассини из Итальянского национального агентства новых технологий, энергетики и экономического развития. – Результаты открывают путь к давно рассматриваемым дизайнам меланиновой электроники, подходящей для вживляемых устройств».
Ранее ученые пытались улучшить свойства пигмента, соединяя его с металлами или нагревая до превращения в графеноподобный материал. Но в результате не удавалось получить эффективные биосовместимые электропроводящие вещества. Неаполитанская группа в поисках решения рассмотрела структуру эумеланина.
«Все химические и физические анализы рисуют одинаковую картину – неаккуратно соединенные молекулярные листы, обменивающиеся электронами. Ответ казался очевидным – упорядочить структуру».
Ученые использовали отжиг. Процесс уже применяется для повышения электропроводности и других свойств материалов, вроде металлов. Здесь впервые отжигу в вакууме подвергались пленки синтетического эумеланина.
«Мы нагревали материал, толщиной не более бактерии, в течение 0,5-6 ч, — сказал Тассини. – Получившуюся структуру назвали выровненным в высоком вакууме эумеланином [англ. аббревиатура – HAVE]».
Под действием тепла толщина пленки уменьшилась почти вдвое, и она стала темно-коричневой.
«Анализы показали, что изменения отражали реорганизацию молекул меланина из случайной в однородную структуру. Температуры отжига были слишком низкими, чтобы сжечь материал», — сказал Тассини.
Электропроводность вещества превысила 300 См/см (Сименс/сантиметр) после запекания при 600°С в течение 2 ч. Это – в млрд раз больше показателей обычного меланина. Хотя материал значительно уступает металлическим проводникам, он открывает доступ к биосовместимым устройствам. Ученые также показали, что свойства меланина можно настраивать, меняя условия отжига. На следующих этапах авторы намерены изучить влияние ионных и электронных характеристик эумеланина на проводимость.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here