alpha-Quartz (Crystallized silicon dioxide) CAS: 1317-79-9

Nghiên cứu này trình bày chi tiết quá trình phát triển các lớp phủ bề mặt trong suốt, lấy cảm hứng từ tự nhiên, có khả năng chắn tia cực tím (UV) và được chế tạo từ eumelanin chiết xuất từ mực của loài mực ống Ấn Độ (Uroteuthis duvauceli). Các nhà nghiên cứu đã áp dụng phương pháp thống kê chặt chẽ, bao gồm Thiết kế Tổ hợp Trung tâm (CCD) và Phương pháp Bề mặt Đáp ứng (RSM), để tối ưu hóa các công đoạn chiết xuất, tinh chế, ổn định và biến tính chức năng cho eumelanin trên nền thạch anh. Thành phần hóa học chủ chốt là eumelanin – một loại polymer sinh học có hệ liên hợp π bền vững, được cấu thành từ các đơn vị cơ sở là 5,6-dihydroxyindole (DHI) và axit 5,6-dihydroxyindole-2-carboxylic (DHICA). Cấu trúc indole xếp chồng π-π với hệ liên hợp mở rộng và khoảng cách giữa các lớp là 3,4 Å của loại eumelanin này giúp thúc đẩy quá trình tiêu tán năng lượng nhanh chóng mà không phát xạ. Các lớp phủ eumelanin đã qua xử lý chức năng cho thấy khả năng suy giảm quang học mạnh trong dải bước sóng Far-UVC (220 nm) và UVC diệt khuẩn (254 nm); chúng làm giảm hiệu quả độ truyền qua xuống còn khoảng 10% và thể hiện hiệu suất chắn sinh học vượt trội (92–98%) đối với các vi khuẩn E. coli, S. aureus và B. subtilis dưới tác động của liều lượng tia UV cao. Các hóa chất khác được đề cập trong quy trình chiết xuất và tinh chế bao gồm chloroform, methanol và natri clorua (NaCl) dùng cho tách pha và kết tủa protein, cùng nhiều loại thuốc thử phục vụ các phân tích sinh hóa (ví dụ: BSA để định lượng protein, chất chuẩn L-leucine để phân tích axit amin, và các axit như HNO₃, HCl để phân hủy mẫu). Nghiên cứu này thiết lập một khuôn khổ bền vững nhằm chuyển đổi sinh khối mực thành các lớp chắn quang học thân thiện với môi trường và có giá trị cao, đóng vai trò là giải pháp thay thế cho các chất hấp thụ tia UV tổng hợp.