让黑色素材料变得更黑

来源: 2020年10月12日 作者:高分子科学与工程学院

本报讯 近日,我校高分子科学与工程学院、高分子材料工程国家重点实验室的李乙文团队联合厦门大学与湖北文理学院的研究人员在Science Advances杂志在线发表了题为Regulating the absorption spectrum of polydopamine的研究论文。提出了一种调节材料吸收光谱和光热行为的新方法,显著提升了材料对于可见/红外光的吸收能力和光热转化效率,成功获得了比天然材料更“黑”的人造黑色素与聚多巴胺材料。我校为论文第一单位,论文的第一作者为高分子学院一年级博士生邹元,通讯作者为李乙文教授。

黑色素是重要的生物大分子色素材料,广泛存在于人与动物的皮肤和毛发中,在诸多生理活动中都起到核心调节作用。聚多巴胺是由贻贝蛋白启发制备的仿生高分子材料,因其具有与天然黑色素相似的化学与物理性质,被认为是一类典型的人造黑色素材料。不同于蛋白、核酸等生物大分子的制备往往依赖于序列可控的逐级合成反应,无论是天然还是人造的黑色素材料的合成过程都要复杂很多,一方面包含了中间体分子(如5, 6-二羟基吲哚等)的无规聚合反应,另一方面也涉及这些中间体分子的超分子堆积过程。这样复杂且不可控的合成路径导致黑色素/聚多巴胺材料往往都不具有精确的化学结构,人们也难以对这类材料的结构与性能进行有效的调控。这也是该领域公认的几个亟待解决的难题之一。

李乙文团队的研究提供了一种对人造黑色素与聚多巴胺材料的吸光能力和光热转换行为进行理性调节的新方法,也为解决“(类)黑色素材料的结构与性能调控”这一领域难题提供了全新的思路,并在黑色素材料的色素化(如染发和皮肤增黑)以及光热器件应用等方面具有乐观的前景。

李乙文教授课题组近年来一直从事人造黑色素材料和多酚功能材料的基础与转化研究,2020年已在Science Advances, CCS Chemistry, Research, Small等杂志发表了多篇学术论文,相关专利已成功实现转让。目前正在和MARUBI丸美、国颐堂、长发小寨等公司紧密合作,积极进行下游的产品化研究,其中长发小寨公司还在川大设立了专项奖学金来激励和推动黑色素材料在化妆品领域的转化研究。

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