电子人电路会由黑色素制成吗?
科学家们已经将黑色素的导电性提高了10亿倍，这将在安全、可持续的生物电子领域释放其潜力
——马修·普赖尔，前沿科学作家
深棕色的黑色素，真黑色素，给头发和眼睛着色，保护我们的皮肤不受阳光伤害。人们早就知道它能导电，但直到现在，它还很少被用于任何有用的应用。
发表在化学前沿在美国，意大利研究人员通过在真空中加热真黑色素，巧妙地改变了真黑色素的结构。
该研究的资深作者说:“我们的过程使真黑色素的导电性增加了10亿倍。亚历山德罗Pezzella博士那不勒斯大学的费德里科二世和保罗博士Tassini意大利国家新技术、能源和可持续经济发展局局长。“这使得人们期待已久的基于黑色素的电子产品设计成为可能，由于色素的生物相容性，它可以用于植入设备。”
哺乳动物色素基真黑素薄膜在真空热退火后具有前所未有的高电子导电性的证据
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真黑色素是一种生物相容性导体
当科学家们第一次发现一种黑色素可以导电时，一个年轻的佩泽拉甚至还没有开始上学。这一发现很快引起了人们的兴奋，因为真黑色素——一种在头发、皮肤和眼睛中发现的深棕色色素——完全具有生物相容性。
“黑色素在几乎所有形式的生命中都自然存在。它们无毒，不会引起免疫反应，”Pezzella解释说。“在环境中，它们也是完全可生物降解的。”
几十年过去了，尽管对黑色素的结构进行了广泛的研究，但没有人能在可植入的电子设备中利用它的潜力。
“到目前为止，合成真黑色素和天然真黑色素的导电性都太低了，无法进行有价值的应用，”他补充说。
一些研究人员试图通过将真黑色素与金属结合，或将其加热成类似石墨烯的材料来提高其导电性，但他们得到的并不是真正的生物相容性导电材料。
为了找到真品，那不勒斯的研究小组考虑了真黑色素的结构。
“所有对真黑色素的化学和物理分析都描绘出了同样的画面——共享电子的分子薄片，杂乱地堆叠在一起。答案似乎很明显:把这些堆整齐，把床单对齐，这样它们就可以共享电子了——然后电流就会流动。”
热处理使头发色素变直
这个过程被称为退火，已经被用于提高金属等材料的导电性和其他性能。
研究人员第一次将合成真黑色素薄膜在高真空下进行退火处理以整理它们——有点像头发拉直，但只使用色素。
Tassini说:“我们在真空条件下加热这些真黑色素膜——不比细菌厚——从30分钟到6小时。”“我们把得到的材料称为高真空退火真黑素，HVAE。”
退火对真黑色素产生了奇妙的作用:薄膜变薄了一半以上，并呈现出相当深的棕色。
塔西尼报告说:“HVAE薄膜现在是深棕色的，厚度和病毒差不多。”
至关重要的是，这些影片并不是简单地烧成脆片。
“我们的各种分析都一致认为，这些变化反映了真黑素分子的重组，从一个随机的方向到一个统一的、共享电子的堆栈。退火温度太低，无法分解真黑色素，我们检测到元素碳没有燃烧。”
电导率增加了十亿倍
在实现了真黑色素的预期结构变化后，研究人员以惊人的方式证明了他们的假设。
Pezzella证实:“在600°C退火2小时后，薄膜的导电性增加了10亿倍，达到前所未有的300 S/cm以上。”
虽然远低于大多数金属导体——铜的导电性约为6 × 107秒/厘米——但这一发现使真黑色素在生物电子领域发挥了重要作用。
此外，HVAE的电导率可根据不同的退火条件进行调节。
“薄膜的导电性随着温度的升高而增加，从200°C的1000倍开始。这为在有机电子学和生物电子学中广泛应用真黑色素开辟了可能性。这也有力地支持了从结构分析得出的结论，即退火会重组薄膜，而不是燃烧它们。”
有一个潜在的抑制因素:将薄膜浸入水中会导致电导率显著下降。
“这与未经处理的真黑色素形成了对比，尽管真黑色素的范围要低得多，但在水合作用(湿度)下，它的导电性更强，因为它通过离子和电子导电。需要进一步的研究来充分了解离子和电子对真黑色素导电性的贡献，这可能是真黑色素如何实际应用于植入电子设备的关键。”Pezzella总结道。
原文:哺乳动物色素基真黑素薄膜在真空热退火后具有前所未有的高电子导电性的证据
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我希望你不介意我开玩笑，但我的雀斑是干扰无线电和天线信号的原因吗?毕竟，雀斑富含黑色素。如果我去拥抱一个半机械人，我会让机器短路吗?
不，你不会短路机器，因为你会产生非黑色素，它是黑色素的一种形式，像类黑色素，而不是真黑色素。非黑素在黑色素瘤和雀斑中确实呈深色，但不是真黑素。真黑色素总是会平稳地沉积在皮肤中，你需要正确的生物化学来产生这种形式的黑色素。