Les scientifiques ont pour la première fois "démélangé" le pigment noir qui colore notre peau et donne leurs taches aux bananes.

Des chercheurs de l'Ohio State University ont fait le travail avec l'eumélanine, une forme de mélanine qui produit des couleurs brunes ou noires.

La mélanine est importante pour le corps humain :elle agit comme un écran solaire naturel, protéger l'ADN des dommages causés par les rayons ultraviolets du soleil. Il détruit également les radicaux libres dans le corps et empêche les ions métalliques de nuire aux organes.

Mais en dépit de tout cela, les scientifiques ne connaissent pas l'une des choses les plus fondamentales sur la mélanine, dit Bern Kohler, auteur principal de l'étude, publié aujourd'hui dans la revue Sciences chimiques .

"La question la plus fondamentale que l'on puisse se poser à propos d'un pigment est de savoir ce qui lui donne sa couleur, " dit Kohler, Ohio Eminent Scholar et professeur de chimie à l'Ohio State.

"Et nous n'avons pas de réponse à cela. Nous avons donc essentiellement non mélangé la couleur noire pour révéler les couleurs sous-jacentes."

Kohler a déclaré que la compréhension de la structure de la mélanine est cruciale pour les progrès scientifiques en médecine et en science des matériaux.

« L'un des plus gros casse-tête concernant la mélanine – et cela surprend toujours les scientifiques qui ne sont pas des experts en mélanine – est que nous n'avons pas de structure pour la mélanine. Pensez à la double hélice de l'ADN :nous devions connaître la structure de cette double hélice. avant que nous puissions comprendre ce qui se passait avec l'ADN. Connaître la structure est souvent la façon dont nous progressons en science, " il a dit.

"L'eumélanine est ce pigment brun-noir qui se trouve dans toute notre peau et nos cheveux, et c'est vraiment intéressant pour un spectroscopiste — et c'est ce que je suis — parce qu'il absorbe toutes les composantes spectrales de la lumière. Cela le rend attrayant pour l'énergie solaire et d'autres applications où la capture de toute l'énergie de la lumière du soleil est importante. »

Considérez un enfant jouant avec des peintures et apprenant les couleurs, dit Kohler. Ils combinent le jaune et le bleu et deviennent verts. Ils combinent le rouge et le jaune et deviennent orange. Mais combinez toutes les couleurs, et le résultat sera un profond, noir boueux.

"C'est de la mélanine, " dit-il. " Et nous voulions savoir ce qu'il fallait pour le faire - quelles petites molécules de couleur s'y trouvent. "

L'équipe de Kohler, qui comprenait le chercheur postdoctoral de l'État de l'Ohio Christopher Grieco et l'étudiant diplômé Forrest R. Kohl, a travaillé sur une réponse à cette question. En y répondant, il a dit, pourrait ouvrir la porte à de futures découvertes qui pourraient aider à fabriquer de meilleurs écrans solaires.

Pour faire un pas dans cette direction scientifique, les chercheurs ont créé l'eumélanine en laboratoire. Ensuite, ils ont utilisé des impulsions lumineuses extrêmement courtes d'une durée inférieure à un millionième de millionième de seconde pour rechercher différents pigments.

Certains matériaux absorbant la lumière sont construits comme des cristaux, dans un symétrique, ordre prévisible. La mélanine n'est pas construite de cette façon, dit Kohler. Au lieu, il est composé de chromophores - des parties de molécules qui donnent leur couleur aux choses - assemblées de manière apparemment aléatoire, manière désordonnée.

Pour mieux comprendre la structure de la mélanine, Kohler et son équipe ont examiné ces chromophores, puis en a retiré quelques-uns en utilisant de courtes impulsions de lumière pour voir ce qui arriverait au pigment. La couleur du pigment changerait-elle, par exemple? Les autres chromophores combleraient-ils le vide ?

"Pensez-y comme votre radio FM dans votre voiture, " a déclaré Kohler. " Vous pouvez le régler sur de nombreuses stations différentes parce que chacune diffuse sur une plage limitée du spectre des radiofréquences. Au lieu de transmettre des ondes radio, les chromophores de mélanine absorbent les ondes lumineuses à haute fréquence, et nous voulions déterminer quelle partie du spectre électromagnétique est occupée par chaque "station chromophore".

"Ce que nous demandions, c'était combien de stations existent ? Dans le spectre visible, y a-t-il de nombreux chromophores qui absorbent à différentes fréquences ou juste quelques-uns qui utilisent la plus grande partie de la bande passante possible ?"

Ce qu'ils ont trouvé, essentiellement, est que le réglage d'une étroite impulsion de lumière à travers le spectre visible pourrait faire tomber quelques-unes de ces stations - quelques chromophores - à la fois, laissant derrière eux d'autres chromophores qui absorbent différentes couleurs.

« Dans nos expériences, quand on s'est débarrassé d'une gare, nous sommes tombés sur de nouvelles stations, " dit-il. " Et ce que nous avons vu, c'est que ces différents chromophores ne se parlent pas vraiment. Ils se comportent en quelque sorte indépendamment les uns des autres."