创新型材料：类黑色素聚合物
2017-07-10 10:00:59
作者：本网整理 来源：新材料在线
在纽约市城市大学进行的研究已经发现了一种新的方法，用以生产黑色素性质的天然色素，类似于人类皮肤、头发和眼睛的颜色。同时开发了一种黑色素类似材料的分子代码，它可以对生物聚合物的特异性质进行控制，这一突破有望应用到化妆品、皮肤护理和生物医学应用中。
虽然部分生物聚合物的性质与其有序性结构有直接的联系，但是黑色素是无序的，难以将其自身结构与功能直接联系起来，这对那些希望合成有趣性质的研究人员来说，无疑是个难题。例如，免受紫外线和自由基团的影响，以及电子传导、粘附性和储存能量的能力。
正如《科学》杂志中发表的那样，该研究使用了简单版本的蛋白质，即只有三种氨基酸组成的三肽，用以生成可精确控制的有序和无序水平的不同分子结构。该团队研究了三肽的氨基酸序列如何产生不同的排序，然后将这些结构作为催化氧化的模板，以生产各种具有特殊性能的肽颜料。随着更深入的表征，该团队发现类黑色素聚合物的性质，也可以通过三肽的氨基酸序列来控制，包括紫外线的吸收和纳米尺度形态等。
如图所示，是类黑色素聚合物的合成过程
随着简单的肽被显示在分子水平上控制纳米结构的形成，重组三肽中的三个氨基酸导致组件内的不同组织的分子连通性，这使得研究人员能够控制氨基酸本身的分子环境。因此，只有少量氨基酸的短肽单元结构是功能材料和纳米结构的组成部分，其包括具有显著电荷存储容量的二维片状聚合物。
首席研究员Rein Ulijn说，“也许最令人惊讶的是，我们可以控制聚合物颜料的形态，从红棕色可溶性颜料球，到褐色色素纤维，再到最后的深棕色的二维可延展的薄片。”
该团队预计，短肽作为可调节，可生物降解和高用途的材料会受到更多的关注。现在该团队正进一步研究形成的化学结构，以扩大其产生的类黑色素聚合物的功能和性质，以及序列空间和其他超越控制的装配和氧化功能。
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