Melanin is a natural pigment that determines the color of hair, eyes and skin. It absorbs light of various wavelengths, from ultraviolet to visible and near infrared. Melanin strongly absorbs light in the ultraviolet range and suppresses the production of active oxygen by ultraviolet rays. In addition, the self-assembly of melanin nanoparticles imparts a unique structural color. Some reptiles are known to use melanin to convert light into heat energy to regulate body temperature. Melanin nanoparticles are attractive materials for a wide range of applications including sunscreen, pigmentation and photothermal therapy. However, natural melanin nanoparticles are severely aggregated or have non-uniform size and shape, which limits processing and application. In this study, two types of melanin-based nanoparticles were synthesized. First, several nanometer-sized eumelanin nanoparticles were synthesized by self-polymerization of L-dopa. Second, polydopamine nanoparticles were synthesized by self-polymerization of dopamine, and L-dopa having a stronger negative charge was added to coat the surface of the polydopamine nanoparticles with eumelanin. The synthesized particles are intended to be applied to improving structural color saturation, diagnostic kits, and photothermal therapy.
멜라닌은 머리카락, 눈, 피부색을 결정하는 천연 색소로, 자외선에서 가시광선, 근적외선에 이르기까지 넓은 파장의 빛을 흡수한다. 피부 속 멜라닌은 자외선을 강하게 흡수하여 자외선에 의한 활성산소 생성을 억제한다. 또한, 멜라닌 나노 입자의 규칙적인 배열은 독특한 구조색을 부여한다. 일부 파충류는 멜라닌을 사용하여 빛을 열로 전환하여 체온을 조절한다. 따라서 멜라닌은 자외선 흡수, 색 구현, 광열 요법 등 광범위한 응용 분야에 매력적인 재료다. 하지만 천연 멜라닌은 심하게 응집되거나 크기와 모양이 균일하지 않아 가공과 응용이 제한된다. 본 연구에서는 두 가지의 멜라닌 나노입자를 합성하였다. 먼저, 강한 음전하를 갖는 L-도파의 자가중합으로 수 nm 크기의 유멜라닌 나노입자를 합성하였다. 두 번째로, 도파민의 자가중합으로 폴리도파민 나노입자를 합성했고, L-도파를 추가하여 폴리도파민 나노입자의 표면에 유멜라닌을 코팅하였다. 합성한 입자를 구조색 채도 개선, 진단 키트, 광열 치료에 적용하고자 한다.
