我们皮肤中的黑色素可以保护我们免受紫外线的伤害，黑色素含量高的人对太阳的有害射线有更多的保护。
但如何黑色素到底有什么作用?
科学家们早就知道黑色素吸收紫外线并将其转化为热量，但直到现在，还不清楚黑色素吸收紫外线并将其转化为热量的确切机制。
新西兰(Aotearoa)的一个研究小组结合了三种技术来解决这个问题。
发表他们的研究结果在《美国国家科学院学报》上发表,他们已经证明了一种叫做“真黑色素”的黑色素通过两步反应来拦截紫外线，防止对皮肤的伤害。
整个过程不到万亿分之一秒。
该研究的资深作者、MacDiarmid研究所的联合主任、新西兰惠灵顿的Te Herenga Waka - Victoria大学的研究员Justin Hodgkiss教授说，这种机制尚未被发现有两个原因。
“第一，因为这个关键过程发生得非常快。其次，因为材料本身是如此异质、如此无序、定义不清，真的很难确切理解你所看到的是什么。”
研究人员通过使用三种不同类型的超快光谱学来解决这个问题。
光谱学是一种通过分子如何吸收和发射光来分析分子的方法。对于研究人员来说，了解分子是如何形成的以及它们如何反应是一个关键的过程。
不同的光谱技术可以得到不同的分子信息。
这些研究人员使用瞬态吸收光谱、荧光光谱(一种2010年代初在他们实验室开发的技术)和刺激拉曼光谱来找出真黑色素的行为。
当这三种技术(它们都能提供几飞秒或0.000000000000001秒的分辨率)对乌贼墨水中的真黑色素和实验室中制造的真黑色素进行测定时，研究人员能够展示黑色素是如何吸收紫外线的。
“真黑色素在自然界的作用，至少在我们的皮肤中，是将光能非常迅速地转化为热量，这是在自由基产生之前将光能消散的最安全的方式，”霍奇基斯说。
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事实证明，真黑素与邻近的称为发色团的分子分享来自紫外线的能量，然后与水分子进行一种称为部分质子转移的反应。这可以阻止紫外线促使自由基分子形成，而自由基分子可能致癌。
在证明它对黑色素有效后，研究人员正在其他分子上试验该技术。
“对于很多事情来说，这是一个相当强大的组合，”霍奇基斯说。
这可能对制造更好的太阳能电池板特别有用。
“我们的大部分工作是着眼于下一代光伏材料的光到电流过程，”霍奇基斯说。
“在那里，我们正在研究光能转化为电流和机制——为什么这种转化在某些材料中有效，而在另一些材料中则不是这样。”
太阳能电池板的工作原理与黑色素相同，但理想情况下，它们的作用正好相反。
光伏材料应该利用紫外线制造自由基和带电分子。
“你在寻找光并将其转化为电荷，”霍奇基斯说。
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研究人员还对研究另一种叫做“非黑色素”的黑色素感兴趣，这种黑色素与粉红色和红色头发有关，它没有同样的紫外线防护特性，甚至可能在紫外线下对头发造成更多伤害。
霍奇基斯说:“这启发我们做的另一件事是，思考我们是否可以向大自然学习，设计具有类似机制的防晒霜成分，或者甚至是油漆或涂层中的添加剂，以防止在户外被紫外线损坏。”
“当你把它归结到我们发现的机制时，我们能把它体现在某种合成添加剂中吗?”
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