Siyah Pigmenti Siyah Yapan Şeyin Ne Olduğunu Anlama

Kredi bilgileri: CC0 Public Domain

Bilim adamları ilk kez cildimizi renklendiren ve muz lekelerine sebep olan siyah pigmenti “karıştırdı”.

Ohio Eyalet Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, kahverengi veya siyah renk üreten bir melanin formu olan eumelanin ile çalıştılar.

Melanin insan vücudu için önemlidir; DNA’yı güneşin ultraviyole ışınlarının neden olduğu hasarlardan koruyan doğal bir güneş koruyucu görevi görür. Ayrıca vücuttaki serbest radikalleri yok eder ve metal iyonlarının organlara zarar vermesini önler.

“Ancak tüm bunların bilinmesine rağmen, bilim adamları melanin ile ilgili en temel şeylerden birini bilmiyorlar” dedi çalışmanın kıdemli yazarı Bern Kohler ve çalışma Chemical Science dergisinde yayınlandı.

Ohio Eyalet Üniversitesi’nde kimya profesörü olan seçkin bilim insanı Kohler, “bir pigment hakkında sorulabilecek en temel soru, ona rengini veren şeydir” dedi.

“Ve bunun için bir cevabımız yok. Bu yüzden temel renkleri ortaya çıkarmak için esasen siyah rengi karıştırdık.”

“Melanin, gerçekten büyük bulmacalardan biri – ve uzmanı olmayan bilim insanlarını her zaman şaşırtıyor – melanin için belirli bir yapımız yok. DNA çift ​​sarmalını düşünün: DNA’da neler olduğunu anlamadan önce bu çift sarmalın yapısını bilmek zorundaydık. Yapıyı bilmek genellikle bilimde nasıl ilerleme kaydettiğinizin göstergesidir” dedi.

“Eumelanin, cildimiz ve saçlarımızda bulunan kahverengi-siyah pigmenttir ve bir spektroskopist için gerçekten ilginçtir, çünkü ışığın tüm spektral bileşenlerini emer. Bu, güneş enerjisi ve güneş ışığındaki tüm enerjinin yakalanmasının önemli olduğu diğer uygulamalar için cazip hale gelmesini sağlar.”

Kohler, “boyalarla oynayan ve renkleri öğrenen bir çocuğu düşünün. Sarı ve maviyi birleştirip yeşil rengi elde eder. Kırmızı ve sarıyı birleştirir, böylece turuncu rengi oluşturur. Ancak tüm renkler birleştirildiğinde, sonuç derin ve çamurlu bir siyah olacaktır.”

“İşte bu, melanin” diyerek şöyle devam etti: “bunu yapmak için ne gerektiğini bilmek istedik – yani içinde hangi küçük renk moleküllerin var olduğunu.”

Ohio Eyalet Üniversitesi doktora sonrası araştırmacı Christopher Grieco ve yüksek lisans öğrencisi Forrest R. Kohl’un bulunduğu Kohler’in ekibi, bu sorunun cevabı üzerinde çalışıyor. Buna cevap vermek, daha iyi güneş koruyucuları üretmeye yardımcı olabilecek keşiflerin kapısını açabilir.

Bu yönde bir adım atmak için araştırmacılar laboratuvarda eumelanin oluşturdular. Daha sonra, farklı pigmentleri aramak için saniyenin milyonda birinin milyonda birinden daha az olan çok kısa ışık darbeleri kullandılar.

Kristaller gibi bazı ışık emici malzemeler, simetrik ve öngörülebilir bir düzende inşa edilir. Kohler, melaninin bu şekilde inşa edilmediğini söyledi. Bunun yerine görünüşte rastgele ve düzensiz şekilde bir araya getirilen kromoforlardan -moleküllerin renklerini veren kısımlarından- oluşur.

Melaninin yapısı hakkında daha fazla bilgi edinmek için Kohler ve ekibi bu kromoforları inceledikten sonra pigmente ne olacağını görmek için kısa ışık darbeleri kullanarak bazılarını çıkardı. Örneğin pigmentin rengi değişecek mi? Diğer kromoforlar boşluğu doldurur mu?

Kohler,”Bunu arabanızdaki FM radyo gibi düşünebilirsiniz ” dedi. “Her biri sınırlı bir radyofrekans spektrumu aralığında yayınladığı için birçok farklı istasyona ayarlayabilirsiniz. Radyo dalgalarını iletmek yerine, melanin kromoforları daha yüksek frekanslı ışık dalgalarını emer ve elektromanyetik spektrumun ne kadarının kromofor istasyonu tarafından işgal edildiğini belirlemek istedik.”

“Sorduğumuz şey kaç istasyonun orada olduğuydu. Görünür spektrumda, farklı frekanslarda absorbe eden birçok kromofor veya mümkün olan bant genişliğinin çoğunu kullanan sadece birkaç kromofor mu var?”

Temel olarak buldukları şey, görünür spektrum boyunca dar bir ışık darbesinin ayarlanmasının, bu istasyonlardan birkaçını -birkaç kromoforu- bir kerede kesip farklı renkleri emen diğer kromoforları geride bırakabileceğidir.

“Deneylerimizde, bir istasyondan kurtulduğumuzda yeni istasyonlara çarptık” dedi Kohler. “Ve gördüğümüz şey, bu farklı kromoforların birbirleriyle gerçekten iletişim kurmadıkları, yani birbirlerinden bağımsız davrandıkları.”

Kohler, melaninin yapısını anlamanın tıp ve malzeme bilimindeki bilimsel gelişmeler için oldukça önemli olduğunu söyledi.

Kaynak: phys.org