來源：新材料在線

 

在紐約市城市大學進行的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種新的方法，用以生產(chǎn)黑色素性質(zhì)的天然色素，類似于人類皮膚、頭發(fā)和眼睛的顏色。同時開發(fā)了一種黑色素類似材料的分子代碼，它可以對生物聚合物的特異性質(zhì)進行控制，這一突破有望應用到化妝品、皮膚護理和生物醫(yī)學應用中。

 

雖然部分生物聚合物的性質(zhì)與其有序性結(jié)構(gòu)有直接的聯(lián)系，但是黑色素是無序的，難以將其自身結(jié)構(gòu)與功能直接聯(lián)系起來，這對那些希望合成有趣性質(zhì)的研究人員來說，無疑是個難題。例如，免受紫外線和自由基團的影響，以及電子傳導、粘附性和儲存能量的能力。

 

正如《科學》雜志中發(fā)表的那樣，該研究使用了簡單版本的蛋白質(zhì)，即只有三種氨基酸組成的三肽，用以生成可精確控制的有序和無序水平的不同分子結(jié)構(gòu)。該團隊研究了三肽的氨基酸序列如何產(chǎn)生不同的排序，然后將這些結(jié)構(gòu)作為催化氧化的模板，以生產(chǎn)各種具有特殊性能的肽顏料。隨著更深入的表征，該團隊發(fā)現(xiàn)類黑色素聚合物的性質(zhì)，也可以通過三肽的氨基酸序列來控制，包括紫外線的吸收和納米尺度形態(tài)等。

 

 

如圖所示，是類黑色素聚合物的合成過程?

 

隨著簡單的肽被顯示在分子水平上控制納米結(jié)構(gòu)的形成，重組三肽中的三個氨基酸導致組件內(nèi)的不同組織的分子連通性，這使得研究人員能夠控制氨基酸本身的分子環(huán)境。因此，只有少量氨基酸的短肽單元結(jié)構(gòu)是功能材料和納米結(jié)構(gòu)的組成部分，其包括具有顯著電荷存儲容量的二維片狀聚合物。

 

首席研究員Rein Ulijn說，“也許最令人驚訝的是，我們可以控制聚合物顏料的形態(tài)，從紅棕色可溶性顏料球，到褐色色素纖維，再到最后的深棕色的二維可延展的薄片。”

 

該團隊預計，短肽作為可調(diào)節(jié)，可生物降解和高用途的材料會受到更多的關(guān)注。現(xiàn)在該團隊正進一步研究形成的化學結(jié)構(gòu)，以擴大其產(chǎn)生的類黑色素聚合物的功能和性質(zhì)，以及序列空間和其他超越控制的裝配和氧化功能。