Российские физики открыли магнитные свойства природного пигмента меланина

Согласно сообщению пресс-службы МФТИ, физики из России и Великобритании обнаружили, что молекулы меланина, пигмента глаз и волос, могут образовывать сложные магнитные структуры при определенных условиях.

Меланин - это природный пигмент, который присутствует в организмах различных живых существ, включая человека. Он отвечает за окраску кожи, волос, глаз, а также некоторых других тканей и органов. Меланин образуется путем окисления аминокислоты тирозина в специализированных клетках, называемых меланоцитами.

У человека существуют различные типы меланина, включая эумеланин и феомеланин. Эумеланин обеспечивает темные оттенки кожи, волос и глаз, в то время как феомеланин придает светлые и рыжеватые оттенки.

Меланин имеет не только эстетическую функцию, но и играет роль в защите организма от ультрафиолетового излучения и радиации. Он поглощает световую энергию и помогает предотвратить повреждение ДНК в клетках, что способствует защите от солнечных ожогов и развития рака кожи.

Изучение меланина и его физических свойств позволяет углубить наше понимание пигментации, здоровья кожи и волос, а также разработать новые материалы и технологии, связанные с его использованием.

Ранее подобные свойства наблюдались только у новейших искусственных материалов. Это открытие открывает возможности использования меланина для создания магнитоупорядоченных материалов, аналогичных естественным соединениям, как сообщили представители пресс-службы МФТИ во вторник.

"Физики из МФТИ с коллегами из ОИЯИ в Дубне и британского Университета Суонси впервые пронаблюдали эффект совместного связывания в биологическом материале - пигменте эумеланине. Если существование этого эффекта подтвердится, можно будет говорить о том, что живые системы способны синтезировать макроскопические органические магнитоупорядоченные материалы. Вплоть до настоящего времени такие свойства наблюдались только в новейших искусственных материалах", - говорится в сообщении.

Меланин содержится в коже человека, волосах, радужке глаза, ногтях и некоторых областях мозга. Этот природный пигмент придает цвет клеткам, которые его содержат, и также защищает организм от воздействия радиации и ультрафиолетового излучения. Различные формы меланина обладают множеством интересных физических свойств, которые сейчас активно изучаются материаловедами с целью повторения их в новых синтетических структурах в будущем.

Особое внимание группы российских и британских физиков под руководством Константина Мотовилова, ведущего научного сотрудника лаборатории терагерцовой спектроскопии МФТИ, было уделено изучению физических свойств эумеланина - наиболее распространенной формы пигмента, отвечающей за черную или коричневую окраску тканей организма.

В ходе последних исследований ученым удалось обнаружить, что молекулы эумеланина, взаимодействуя с водой, способны формировать стопкообразные кристаллические структуры, в которых слои сильно сближаются. Этот процесс был назван учеными совместным связыванием.

Физики отмечают, что некоторые новейшие синтетические органические материалы обладают упорядоченной магнитной структурой и имеют схожий набор связей и трехмерное устройство. Эти материалы рассматриваются в качестве основы для разработки металлоорганических магнитов, которые способны проявлять магнитные свойства при очень низких температурах и в особых условиях, где другие материалы не проявляют таких свойств.

Это открытие также указывает на то, что живые организмы, теоретически, могут использовать эти пигментные молекулы для создания материалов с экзотическими магнитными свойствами в своих жизненных процессах. Авторы исследования намерены проверить эту гипотезу путем измерения магнитных свойств естественного эумеланина во взаимодействии с молекулами воды.

Изучение магнитных свойств природного пигмента меланина имеет важное значение по нескольким причинам:

Понимание физических свойств меланина: Изучение магнитных свойств меланина помогает расширить наше знание о его уникальных физических характеристиках. Это позволяет лучше понять его роль в организме и развивать новые подходы к его использованию в различных приложениях.

Разработка магнитных материалов: Открытие магнитных свойств меланина может привести к разработке новых магнитных материалов на основе этого пигмента. Эти материалы могут иметь разнообразные применения, включая электронику, информационные технологии, магнитные носители данных и другие области.

Биомиметика и медицина: Исследования магнитных свойств меланина могут способствовать развитию биомиметических материалов, которые имитируют его свойства и функции. Это может применяться в разработке новых методов лечения, диагностики и терапии, а также в создании биосенсоров и других медицинских устройств.

Экология и охрана окружающей среды: Изучение магнитных свойств меланина может помочь в понимании его роли в природе и его взаимодействия с окружающей средой. Это может быть полезно для экологических исследований, охраны биоразнообразия и борьбы с загрязнением.

В целом, знание о магнитных свойствах меланина может привести к развитию новых материалов, технологий и применений, а также расширить наше понимание его роли в организме и окружающей среде.

0 комментариев