Ohayo Dövlət Universiteti tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

(a) Təbii və sintetik karbon əsaslı materiallar arasındakı əlaqələri göstərən ağac diaqramı. (b) Təbii üzvi maddələrdə (NOM) və eumelanində fərqli mənşələr və ehtimal olunan kimyəvi motivlər. (c) NOM və eumelaninin ortaq xüsusiyyətlərinin siyahısı. (d) Oliqomerlərdən nanoaqreqatlara qədər təklif olunan ortaq iyerarxik struktur. Mənbə: ACS Central Science (2026). DOI: 10.1021/acscentsci.5c02304

Alimlər bildirirlər ki, həm təbii üzvi maddələrin, həm də orqanizmlərdə tünd rənglərdən məsul olan təbii piqment olan eumelaninin fotoxüsusiyyətlərini anlamaq üçün yeni hazırlanmış bir çərçivə qabaqcıl davamlı texnologiyalara ilham verə bilər.

Yer kürəsində ən çox yayılmış maddələrdən biri olsalar da, bioloji materialın parçalanması nəticəsində əmələ gələn tünd rəngli bir maddə olan eumelanin və ya təbii üzvi maddə (NOM) haqqında çox məlumat yoxdur. İnsanlarda eumelanin dəridə və digər toxumalarda hüceyrələri ultrabənövşəyi şüalanmanın yaratdığı zərərdən qoruyan həyati bir piqmentdir. Təbiətdə NOM çaylara və torpaqlara rəng verir və fotosintez kimi işıqla əlaqəli reaksiyalara təsir göstərir.

Bu birləşmələr on illərdir ayrı-ayrılıqda tədqiq olunsa da, yeni bir araşdırmada tədqiqatçılar onları bir-biri ilə yanaşı araşdıraraq eumelanin və NOM-un tünd rənglərindən başqa ortaq xüsusiyyətlərə malik olduğunu göstəriblər.

Müxtəlif mənşəli olmasına baxmayaraq ortaq strukturlar

Tədqiqatın baş müəlliflərindən biri və Ohayo Dövlət Universitetinin kimya və biokimya professoru Bern Kohler bildirib ki, “Eumelanin və NOM-da molekulyar tikinti bloklarının sintezi müxtəlif sözlər dəsti yaratmaq üçün iki çox fərqli yanaşmaya bənzəyir. Melanin sintezi kiməsə əlifbanın birdən çox nüsxəsini vermək və onlardan sözlər düzəltmələrini istəmək kimidir, NOM sintezi isə kitabxanadan sözləri qayçı ilə kəsmək kimidir.”

Sökülmüş eumelanin nanopartikullarını öyrənmək üçün qabaqcıl spektroskopiya və görüntüləmə üsullarından istifadə edən Kohler və həmkarları, NOM nümunələrində görülən nanostrukturlara çox bənzəyən, yalnız bir neçə nanometr ölçüsündə bir neçə qatlı yığınları müşahidə edə bildilər. Bu ümumi strukturların oxşar optik xüsusiyyətlərindən məsul olduğu aşkar edildi.

Eumelanin və NOM-dakı əsas molekullara aparan başlanğıc materialları və kimyəvi yollar olduqca fərqli olsa da, bu kiçik strukturlar ortaq nanostrukturlar yaratmaq üçün birləşə bildiklərini göstərir. Kohler bildirib ki, bu nəticələr kimyəvi strukturlarındakı nəzərəçarpacaq fərqlərə baxmayaraq, həm təbii, həm də laboratoriya şəraitində hazırlanmış karbon əsaslı nanomateriallarda ortaq fotoxüsusiyyətlərin necə yarana biləcəyini göstərir.

Tədqiqat bu yaxınlarda ACS Central Science jurnalında dərc edilib .

Enerji materiallarının potensial istifadəsi

Bundan əlavə, tədqiqatın həmmüəllifi və Ohayo Dövlət Universitetinin kimya və biokimya üzrə doktorluq tələbəsi olan Meera Madhu bildirib ki, eumelanin və NOM-u anlamaq alimlərə daha səmərəli günəş enerjisi elementlərindən tutmuş daha uzunömürlü batareyalara və elektronikaya qədər bir sıra davamlı texnologiyalar yaratmağa kömək edə bilər.

“Eumelanin bütün günəş spektrini uda bilir, ona görə də onu saxlanıla və ya istifadə edilə bilən enerjiyə çevirməyin bir yolunu tapmaqla, mövcud enerji problemlərini həll etməyin bir yoluna çevriləcəyik”, – deyə o bildirib.

İrəliyə baxdıqda, tədqiqat bu tədqiqatın digər karbon əsaslı nanomaterialların öyrənilməsi və dizaynı üçün dəyərli bir şablon rolunu oynadığını və yüngül yığım, enerji saxlama və bioelektronika kimi sahələrdə yeni kəşflər üçün yol açdığını göstərir.

Madhu bildirib ki, “Eumelanin və NOM-un işığı necə udduğu və ona necə reaksiya verdiyinə dair bu fundamental anlayış nəticədə karbon əsaslı materialların rasional dizaynına rəhbərlik etməyə kömək edə bilər. İndiyə qədər ayrıca öyrənilmiş iki materialı bir araya gətirməklə, bu iş tədqiqatçılara əlaqəli karbon materiallarını anlamaq üçün qura biləcəkləri bir çərçivə verir.”

Digər həmmüəlliflər arasında Ohayo ştatından Aleksandra İlina, eləcə də Texas A&M Universitetindən Hanq Li və Qarret Makkey var.

Nəşr detalları

Meera Madhu və digərləri, Eumelaninin və Təbii Üzvi Maddənin Ümumi Fotoxüsusiyyətləri Az Laylı Nanostrukturlar Ansambllarından Yaranır, ACS Central Science (2026). DOI: 10.1021/acscentsci.5c02304

Jurnal məlumatı: ACS Mərkəzi Elm 

Əsas anlayışlar

Nanostrukturlar

Ohayo Dövlət Universiteti tərəfindən təmin edilir