Электроника

Полупроводниковые свойства Меланина

Полупроводниковые свойства Меланина описанные в книге:
«Квантовая биохимия». М 1965 г. ст401
К группе меланинов называемых общим названием «меланин» относятся продукты полимеризации (пигменты) некоторых окислительных фенолов (71). Они часто связаны с белками. Такой пигмент может образоваться, например, при метаболических превращениях тирозина в результате образования 3,4 деоксифенилаланина ДОФА и
Индол 5,6 хинона. Стрелками на рис 1 указаны возможные места дальнейшей полимеризации (65.66). Мономер может также находиться в окислительном или восстановительном состоянии. Отличающимся от формулы на рис 1. В дальнейших исследованиях структуры пигментов данного типа методом ЭПР была обнаружено, что
Эти вещества характеризуются сравнительно высоким содержанием не спаренных
Электронов, причем их концентрация увеличивается при облучении исследуемых образцов (67). Достаточно взглянуть на структуру рис 1,чтобы предположить, что в бесконечно длинном полимере такого типа должны возникать энергетические зоны. Была выдвинута гипотеза, что для полимерной цепи, составленной из хиноидных единиц, существует общая де локализованная свободная молекулярная орбита, что меланиновый полимер должен вести себя как одномерный полупроводник, в котором электронными ловушками являются связанные протоны (68,69). Эти предположения были в какой-то мере подтверждены расчетами, которые позволили, кроме того, выяснить расположения заполненных энергетических зон (70). В таблице. А приводится величины энергий молекулярных орбит (низшей свободной и всех заполненных) для мономер ной и димерной формы индол 5.6 хинона рис 1. Величины энергии выражены как обычно через коэфф К.
Из рассмотрения этих величин можно сделать вывод, во-первых, следует, отметить, что индол 5.6 хинон характеризуется очень низким положением низшей свободной орбитали, вследствие чего он должен быть хорошим акцептором электронов. Во вторых в димере рис 1 в котором число орбит удваивается, наблюдается весьма редкое явление: свободная низшая молекулярная орбита является связующей (энергетический коэффициент. К для этой орбиты положителен), этот факт должен соответствовать весьма резко выраженным электроноакцепторным свойствам этого соединения. Результаты, полученные для рис 1, позволяют сделать предположения о том, что должно наблюдаться в этом отношении в случае большого полимерного пигмента. Исходные молекулярные орбиты должны превратиться в энергетические зоны, причем свободная низшая зона будет обладать энергией характерной для связывающей орбиты. Таким образом, электроноакцепторная способность полимера должна быть достаточно высокой. В тоже время расстояние между высшей занятой и низшей свободной зонами должно быть очень малым около 0.2 В. Поэтому электрон должен очень легко переходить из высшей заполненной зоны в низшую свободную. Таким образом, электроны должны легко заполнять свободную низшую энергетическую зону или в результате захвата электронов из окружающей среды. Все это удовлетворительно объясняется экспериментальные факты о наличие не спаренных электронов в этих соединениях, а также их полупроводниковые свойства.
Литература:
(71) Thomson R.H. in Florkin M.,Mason H.J. Comparative Biochemistry. Vol.3.p727
Academic Press New York 1962.
(65) Mason H.S. Advances in Enzymol, 16,105,1955.
(66) Wertz J.E. Reitz D.C. …Free radicais in biological systems, p. 183 Academic press,
New York 1961.
(67) Mason H.S. …Arch biochem biophys, 86,225,1960
(68) Longret-Higgins H.C. Arch biochem.biophys.86,231,1960.
Полупроводниковые свойства Меланина