(Invited) Thin Films of Eumelanin Pigment: Charge Carrier Transport, Ion Storage, and Interaction with Metal Electrodes
Notice bibliographique
Résumé
The ubiquitous natural pigment eumelanin is widely studied for its photoprotective, thermoregulating, free-radical scavenging, and anti-oxidant functions in the human body. Recently, eumelanin received increased attention for potential applications in organic bioelectronics due to its unique set of physicochemical properties including strong broad-band UV-Vis absorption, metal chelation properties, and potentially mixed electronic-ionic conduction in a hydrated state [1,2]. To further explore the use of eumelanin in organic bioelectronic devices, the properties of eumelanin thin films interfaced with device components such as metal electrodes need to be investigated in presence of water and ionic species. A good understanding of the interaction of eumelanin with different metal electrodes is also essential to study the intrinsic charge transport properties of eumelanin films, which are still largely undiscovered. We characterized eumelanin films grown on substrates patterned with gold, platinum, and palladium hydride electrodes using hydration-dependent transient electrical current and atomic force microscopy measurements. We discovered an electrochemical interaction among metal-chelating catechol groups of hydrated eumelanin, Cl- traces in the eumelanin material and Au electrodes, assumed to be electrochemically stable in previously published works on the electrical properties of eumelanin. This interaction leads to the growth of highly conductive Au-eumelanin dendrites between the electrodes, ultimately leading to sudden resistive changes of the sample. This phenomenon suggests new possibilities for biocompatible memory devices and has to be taken into account when integrating eumelanin-like materials in electronic devices [3]. Electrical characterization of eumelanin films interfaced with ion-blocking Pt and proton-transparent electrodes [4] complemented by cyclic voltammetry and impedance spectroscopy measurements give new insights into the charge transport properties of eumelanin films. Our results indicate the presence of protonic currents in eumelanin thin films, increasing with sample hydration, and cannot exclude the presence of electronic currents. These results support recently published data obtained by spectroscopic measurements on eumelanin pellets [2] and underline the attractiveness of eumelanin films for applications at the interface of electronics and biology. [1] M. D’Ischia et al., Angew. Chem. Int. Edit. 48, 3914 (2009). [2] A. B. Mostert et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 109, 8943 (2012). [3] J. Wünsche et al., Adv. Funct. Mater. 23, 5569 (2013). [4] C. Zhong, Y. Deng, A. F. Roudsari, A. Kapetanovic, M. P. Anantram, M. Rolandi, Nat. Commun. 2, 476 (2011).
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».