是什么生物材料以墨黑的云的形式保护一些海洋动物免受捕食者的伤害，赋予鸟类强壮的喙和美丽的羽毛，帮助防止晒伤，并决定我们眼睛和头发的颜色？
答案是黑色素，一种在自然界中发现的色素，就像细菌一样，已经存在了数百万年。
来自阿克伦大学、加州大学圣地亚哥分校和特拉华大学的一组科学家从美国国防部获得了一项为期五年、价值750万美元的资助，用于揭开黑色素的基本特性。黑色素是一种天然色素，存在于皮肤、头发、眼睛和色彩鲜艳的鸟类的羽毛中。
Ali Dhinojwala博士
该项目由美国空军科学研究办公室资助，隶属于国防部多学科研究计划（MURI）。目标是了解自然生物体如何合成黑色素，并利用合成黑色素开发新型先进材料。
基础研究工作的一部分将由UA的Ali Dhinojwala博士进行，他是高分子科学系的H.A. Morton教授。他解释说，该团队的目标是通过解释导致黑色素产生的生化途径来收集知识，这样他们就可以在分子尺度上更好地了解天然黑色素的化学和形态。他的研究小组将研究这些天然的和合成的黑色素粒子是如何自我组装，从而在鸟类身上产生鲜艳的颜色的。
新技术支持研究
“因为黑色素是小分子交联的聚集体，所以有许多不同类型的黑色素，它们的比例和结合模式不同，”Dhinojwala说。“到目前为止，很难将黑色素分解成更小的部分，并观察它们是如何在大自然中组合在一起的。”技术的进步使这项研究成为可能。
天然色素黑色素在这只鸽子的羽毛中起作用。
通过在多个长度尺度上揭示黑色素的基本生物学、化学和结构特性，该团队计划在未来五年内为开发广泛应用的基于黑色素的合成材料奠定基础。
“黑色素是一种普遍存在的天然材料，迄今为止在材料科学和技术应用中尚未得到充分利用，”Dhinojwala说。但这种聚合物具有独特的混合性能，包括强紫外线和伽马辐射吸光度，高折射率，材料韧性和高金属结合能力。“例如，在甘油虫颚中发现的高浓度黑色素赋予了它机械强度。”
先进材料的可能性有很多
其他基于黑色素的材料可能包括新型自适应伪装或检测系统，使结构抵抗紫外线和伽马辐射的保护涂层，以及生物医学应用。
Dhinojwala认为，该团队成功的秘诀在于每位科学家的多学科研究领域。他说：“这个不拘一格的团队汇集了化学、物理、材料科学、生物化学和生物学方面的专业知识。”
研究小组的主要成员是内森·吉安内斯基博士，他是加州大学圣地亚哥分校化学与生物化学、材料科学与工程和纳米工程教授。来自加州大学圣地亚哥分校的研究小组的其他成员是化学和生物化学教授迈克尔·伯卡特博士和化学和生物化学助理教授杰弗里·莱因哈特博士。斯克里普斯海洋研究所的海洋生物学家迪米特里·德海恩博士和特拉华大学化学与生物分子工程和材料科学副教授阿尔蒂·贾亚拉曼博士组成了这个团队。
研究人员将与美国空军研究实验室的Wendy Goodson博士和Matthew Shawkey博士合作，Matthew博士曾在UA工作，现在是比利时根特大学的生物学副教授，他从美国空军科学研究办公室获得了额外的125万美元用于合作研究项目。肖基在UA期间开始了他对鸟类基于黑色素的颜色系统的研究。
媒体联系：Lisa Craig， 330-972-7429或lmc91@uakron.edu。