Zajímavý

Melanin Cyborgs: Průlom pigmentu umožňuje biokompatibilní elektroniku

Melanin Cyborgs: Průlom pigmentu umožňuje biokompatibilní elektroniku

Melaninový pigment, který barví naše vlasy a oči, nazývaný eumelanin, je již dlouho známo, že vede elektřinu. Doposud však byla částka pro jakoukoli užitečnou aplikaci příliš malá.

VIZ TÉŽ: VÝZKUMNÍCI ÚSPĚŠNĚ 3D TISK VLASTNÍ LITIUM-IONOVÉ BATERIE VLASTNÍ

Žíhání eumelaninu

Nyní italští vědci možná našli způsob, jak zvýšit svůj potenciál jemnou úpravou jeho struktury. Udělali to zahřátím eumelaninu ve vakuu, což je proces označovaný jako žíhání.

„Náš proces přinesl miliardové zvýšení elektrické vodivosti eumelaninu,“ uvedli vedoucí autoři studie Dr. Alessandro Pezzella z Neapolské univerzity Federico II a Dr. Paolo Tassini z Italské národní agentury pro nové technologie, energii a udržitelný ekonomický rozvoj.

„To umožňuje dlouho očekávaný design elektroniky založené na melaninu, kterou lze použít pro implantovaná zařízení kvůli biokompatibilitě pigmentu.“

To, co dělá eumelanin tak vzrušujícím, je to, že je plně biokompatibilní, což znamená, že by se jednoho dne mohl použít v kyborgské technologii.

"Melaniny se přirozeně vyskytují prakticky ve všech formách života. Jsou netoxické a nevyvolávají imunitní reakci," vysvětluje Pezzella.

„V prostředí jsou také zcela biologicky odbouratelné.“

Doposud se však nikomu nepodařilo využít jeho potenciál v implantovatelné elektronice, protože jeho vodivost v syntetickém i přírodním eumelaninu byla příliš nízká. Chcete-li to změnit, vědci prozkoumali strukturu eumelaninu.

„Všechny chemické a fyzikální analýzy eumelaninu vykreslují stejný obraz - molekulárních listů sdílejících elektrony, které se skládají nepořádně dohromady. Zdálo se, že odpověď byla zřejmá: upravte hromádky a srovnejte listy, aby mohly sdílet všechny elektrony - pak bude elektřina tok."

Proces, který použili, se nazývá žíhání. Skládá se z ohřevu kovu nebo skla a jeho pomalého ochlazování, aby se odstranilo vnitřní pnutí a zatvrdilo se. Používá se již ke zvýšení elektrické vodivosti.

Eumelanin žíhaný s vysokým vakuem

„Tyto filmy s eumelaninem - ne tlustší než bakterie - jsme zahřívali ve vakuu od 30 minut do 6 hodin,“ popisuje Tassini. „Výsledný materiál nazýváme vysoce vakuově žíhaný eumelanin, HVAE.“

Tento proces se osvědčil u eumelaninu u výzkumníků, kteří uváděli, že filmy HVAE se staly tmavě hnědými a přibližně tak silnými jako virus. Nejlepší ze všeho je, že se jejich vodivost zvýšila neuvěřitelně.

„Vodivost filmů vzrostla miliardkrát na bezprecedentní hodnotu přes 300 S / cm po 2 hodinách žíhání při 600 ° C,“ potvrzuje Pezzella.

Díky tomu je eumelanin kompatibilní s užitečnou řadou bioelektroniky. A co je ještě důležitější, vědci zjistili, že vodivost HVAE je laditelná podle podmínek žíhání.

„Vodivost vrstev se zvyšovala se zvyšující se teplotou, z 1000násobku při 200 ° C. Otevírá se tak možnost přizpůsobení eumelaninu pro širokou škálu aplikací v organické elektronice a bioelektronice. Rovněž silně podporuje závěr strukturální analýzy, že žíhání reorganizoval filmy, místo aby je pálil. “

Studie je publikována v časopiseHranice v chemii.


Podívejte se na video: Immunology in the skin (Prosinec 2021).