研究人员早就知道，真黑素——这种赋予人类皮肤、头发和眼睛颜色的色素——可以导电。但天然形态的真黑素导电性不足，难以发挥很大作用，而且一直没有人能找到提升其导电性的方法。本周，这种情况发生了改变。在本周发表在《化学前沿》(Frontiers in Chemistry)杂志上的一篇论文中，一个跨学科的意大利科学家团队描述了一种突破性工艺，该工艺能显著提高真黑素的导电性。
该研究作者、那不勒斯费德里科二世大学的有机化学家亚历山德罗·佩泽拉 (Alessandro Pezzella) 表示：“这是漫长过程的第一个[奠基]石，现在这个过程可以开始了。”人类和其他生物体不会对真黑素产生排斥反应，这意味着它可以用于涂覆医用植入物或用于人体内部的其他装置。
但天然形态的真黑素在分子层面上过于杂乱，导电效率不高。之前的研究未能改进这一点，除非添加金属或其他生物体会视为外来物的化学物质。为了在不添加外部物质的情况下提高真黑素的导电性，佩泽拉和他的同事们开发了一种工艺，可以组织这些分子，使电流能够从电子流向电子。
该工艺“基本上是在真空下加热，”合著者、来自意大利国家新能源技术、能源和可持续经济发展局的电气工程师保罗·塔西尼 (Paolo Tassini) 说。“这样可以彻底清除氧气和水蒸气。”由于去除了这些额外的分子，真黑素的导电能力大大增强。
塔西尼说，这项工艺将真黑素“变成真正的导体”，其导电性提高了九个数量级以上。研究人员将他们的成果称为高真空退火真黑素 (HVAE)。
然而，真黑素仍然是一种色素。“金属的导电范围完全不同，”佩泽拉说，而 HVAE 的导电性要弱得多。但这是它第一次达到可用于生物电子学的范围。
“我认为这项工作非常重要，”加州大学伯克利分校的材料科学家菲利普·梅瑟史密斯 (Phillip Messersmith) 说，他并未参与这项研究。但他表示，仍有许多悬而未决的问题和挑战。其中一个大问题是：真黑素在接触水时会失去导电性，而 HVAE 在这些条件下导电性也会大大降低。这在人体内将是一个问题，因为我们体内大部分是水，但进一步的研究可能会使这种色素更具韧性。“我认为这不是一个无法克服的挑战，”梅瑟史密斯说。
佩泽拉说，他们下一步的工作是创造出由 HVAE 制成的“非常简单的结构”，例如“薄膜”。这种薄膜有望用于涂覆用于人体的电子设备，但这仍是长远目标。
当研究人员尝试在真空环境中加热真黑素时，他们并不知道会发生什么。1000华氏度左右的温度可能会将这种色素完全烧毁。相反，它起到了使其更致密的作用，佩泽拉将这个过程比作将一团铝箔越捏越紧。“我们对发现的结果非常满意，”塔西尼说。
