大邱庆北科学技术学院(DGIST)物理与化学系教授Seon-kiHong的研究团队开发了基于引发剂加载模板的渐进式组装(PAINT)技术，可以在本地制造多通过复制天然黑色素形成过程，在所需区域添加功能性有机颜料。

黑色素是一种天然色素，可以粘附在各种表面上，无论其类型如何，这要归功于其高水下粘附特性，这种特性归因于众多儿茶酚官能团，类似于贻贝中的粘附蛋白。近年来，复制这些独特性能的新型多功能有机材料已被开发出来并广泛应用于各个领域。

然而，在通过将新有机材料与各种材料组相结合来创建新元素的过程中，研究人员面临着挑战，因为这些新有机材料的独特优势——粘合性能，导致非预期区域被有机物覆盖。

为了克服这些挑战，研究人员使用光刻来指定涂层位置。然而，该方法存在缺点，例如涉及复杂的多步骤反应并且需要使用昂贵的设备。

为了解决这些问题，洪教授的研究团队研究了天然黑色素的形成过程，发现蛋白质模板的催化活性显着影响指定图案形成位置的过程。研究结果发表在《自然通讯》杂志上。

根据分析结果，研究小组模仿天然黑色素形成过程，进行了有机颜料的合成反应实验。有机颜料是通过在最初被修饰为具有局部催化活性的表面上引发合成反应来生产的。

通过在加载引发剂的模板上进行空间限制的渐进组装，在位点特定地制造类黑色素色素。图片来源：大邱庆北科学技术学院

研究小组证实，基于优异的粘合性能，有机颜料并未扩散到邻近区域，并且它们仅选择性地、自愿地粘附到引发的区域以形成图案。

表面上局部形成的有机颜料图案在紫外、可见和近红外光谱区域表现出广泛的光学吸收特性，类似于天然黑色素。吸收的近红外光被材料自发地转化为热能并产生局部热量。研究小组证实，这些过程可用于诱导表面选择性细胞死亡，或驱动执行器。

洪教授表示：“我们在这项研究中开发的PAINT技术是一项新技术，可以选择性地将具有通用粘合特性的材料仅应用于所需的区域。”

她补充说：“我们预计PAINT技术将为开发利用黑色素特性的新型类黑色素有机材料奠定基础，例如优异的光吸收性、清除活性氧的活性和生物相容性。”