科學家複製黑色素形成過程來製造多功能有機顏料

大邱慶北科學技術學院 (DGIST) 物理與化學系教授 Seon-ki Hong 的研究團隊開發了基於引發劑加載模板的漸進式組裝 (PAINT) 技術，可以在本地製造多通過複製天然黑色素形成過程，在所需區域添加功能性有機顏料。

黑色素是一種天然色素，由於其在水下的高濃度，可以黏附在各種表面上，無論類型如何。這歸因於許多兒茶酚，類似於貽貝中的黏附蛋白。 新型多功能有機材料複製這些近年來已發展並廣泛應用於各個領域。

然而，在透過將新有機材料與各種材料組結合來創造新元素的過程中，研究人員面臨著意想不到的區域被塗上一層塗層的挑戰。由於黏合性能是這些新型有機材料的獨特優勢。

為了克服這些挑戰，研究人員使用光刻來指定塗層位置。 然而，該方法存在缺點，例如涉及複雜的多步驟反應並且需要使用昂貴的設備。

為了解決這些問題，洪教授的研究團隊研究了天然黑色素的形成過程，發現蛋白質模板的變化顯著影響指定圖案形成位置的過程。 研究結果是發表在日記中自然通訊。

根據分析結果，研究團隊模仿天然黑色素形成過程，進行了有機顏料的合成反應實驗。 有機顏料是透過在最初被修飾為具有局部催化活性的表面上引發合成反應來生產的。

研究小組證實，基於優異的粘合性能，有機顏料並未擴散到鄰近區域，並且它們僅選擇性地、自願地粘附到引發的區域以形成圖案。

有機的表面局部形成的圖案在紫外線、可見光和近紅外光譜區域表現出廣泛的光學吸收特性，類似於天然黑色素。 吸收的近紅外光自發性地轉化為由材料產生局部熱量。 研究小組證實，這些過程可用於誘導表面選擇性細胞死亡，或驅動執行器。

洪教授表示：“我們在這項研究中開發的PAINT技術是一項新技術，可以選擇性地將具有通用粘合特性的材料僅應用於所需的區域。”

她補充說：「我們預計 PAINT 技術將為開發新型類黑色素有機材料奠定基礎，利用黑色素的特性，如優異的光吸收性、清除活性等和生物相容性。

由大邱慶北科學技術院提供