Potrebbe migliorare la superficie dei pannelli fotovoltaici, come una “pelle” che cattura meglio i raggi del sole. La melanina, oltre che ai forzati dell’abbronzatura, ha cominciato a interessare anche i fisici, alla ricerca di interessanti applicazioni tecnologiche. Responsabile della colorazione della pelle e della protezione della cute dalle radiazioni, è costituita da un insieme di pigmenti neri bruni o rossastri anticamente usati per gli acquarelli, largamente distribuiti in organismi viventi quali piante e animali per il ruolo di foto-protezione dovuto alla larga banda di assorbimento di raggi Ultravioletti. Da anni è studiata in campo medico e biologico, essendo presente anche in altre parti del corpo come nei capelli, sotto l’iride, nel midollo e nell’orecchio con il ruolo di foto-protettore, oltre a essere un efficiente deossidante di radicali liberi e antiossidante. Negli ultimi tempi la melanina ha attirato l’attenzione anche di numerosi fisici che lavorano nell’ambito della biofisica molecolare e della fisica dei materiali e la ipotizzano come potenziale materiale innovativo per applicazioni tecnologiche: infatti è in grado di condurre elettricamente e di foto-condurre, oltre a essere una macromolecola chimicamente molto stabile.

In prima linea anche i fisici della facoltà di Scienze matematiche, fisiche e naturali che nel laboratorio di Fisica delle superfici e spettroscopia, coordinato dal professor Luigi Sangaletti, stanno studiando le dinamiche elettroniche di strati sottili di eumelanina al variare della morfologia degli aggregati. «La mappatura degli stati elettronici - spiega Sangaletti, che è affiancato dalla dottoranda Patrizia Borghetti impegnato a tempo pieno sul progetto - costituisce un passo fondamentale nella risoluzione della struttura molecolare e quindi nella comprensione del legame che intercorre tra struttura, proprietà e funzioni della melanina. Questo studio, per il quale ci avvaliamo tra l'altro della collaborazione di un gruppo di fisica teorica dell'Icpt di Trieste e con la linea di luce Aloisa del sincrotrone Elettra della città giuliana, si è articolato in diverse fasi che vanno dalla sintesi di strati sottili con metodi elettrochimici allo studio delle proprietà elettroniche e vibrazionali dei medesimi».

Fra le applicazioni possibili c’è l’utilizzo della melanina come colorante delle celle fotovoltaiche (celle ibride) per l’elevata capacità di catturare i fotoni in sostituzione del silicio policristallino, un semiconduttore inorganico. Su questo fronte ci sono forti investimenti in termini industriali perché il materiale organico, anche se di breve durata, costerebbe poco. Un altro impiego potrebbe essere quello di usare la melanina come sensore elettrochimico per rilevare gas nocivi e inquinanti presenti nell’ambiente.

Per ora i fisici di via Musei hanno condotto i primi studi con luce di sincrotrone, una radiazione elettromagnetica generata da particelle cariche, solitamente elettroni, che viaggiano a velocità prossime alla velocità della luce e vengono costrette da un campo magnetico a muoversi lungo una traiettoria curva. L’obiettivo è capire i meccanismi di trasferimento di carica su strati ultrasottili di melanina depositati su substrati conduttori. «Dai risultati ottenuti – spiega Sangaletti - sono state formulate ipotesi sulla struttura sopramolecolare della melanina, cioè su come i monomeri di base possono aggregarsi per formare possibili macromolecole con cui sono costruiti gli aggregati di melanina osservati sia in campioni biologici che nella melanina sintetica». E i riconoscimenti della comunità scientifica internazionale non sono mancati, come si può verificare sulla rivista Physical Review.