創新型材料：類黑色素聚合物
2017-09-14 瀏覽量：324
來源：新材料在線
在紐約市城市大學進行的研究已經發現了一種新的方法，用以生產黑色素性質的天然色素，類似于人類皮膚、頭發和眼睛的顏色。同時開發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進行控制，這一突破有望應用到化妝品、皮膚護理和生物醫學應用中。
雖然部分生物聚合物的性質與其有序性結構有直接的聯系，但是黑色素是無序的，難以將其自身結構與功能直接聯系起來，這對那些希望合成有趣性質的研究人員來說，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》雜志中發表的那樣，該研究使用了簡單版本的蛋白質，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構。該團隊研究了三肽的氨基酸序列如何產生不同的排序，然后將這些結構作為催化氧化的模板，以生產各種具有特殊性能的肽顏料。隨著更深入的表征，該團隊發現類黑色素聚合物的性質，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等。
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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構的形成，重組三肽中的三個氨基酸導致組件內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境。因此，只有少量氨基酸的短肽單元結構是功能材料和納米結構的組成部分，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，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，短肽作為可調節，可生物降解和高用途的材料會受到更多的關注。現在該團隊正進一步研究形成的化學結構，以擴大其產生的類黑色素聚合物的功能和性質，以及序列空間和其他超越控制的裝配和氧化功能。
