Vol. 2° -  XXVIII.12.

ASSORBIMENTO E DIFFUSIONE DELLA LUCE

La grande varietà di colori e sfumature presentati dalle melanine in natura è testimone del fatto che si tratta di un fenomeno di origine fisica.

I calcoli relativi all’assorbimento e alla diffusione della luce da parte di sezioni a croce di granuli di pigmento appartenenti a diversi individui, hanno rivelato che i colori derivanti dal fenomeno della dispersione da parte della melanina dipendono in modo preponderante sia dalle dimensioni del granulo e dal parametro Eo della lacuna di energia ottica di Mott-Davis, che controlla la dispersione della costante ottica k in un semiconduttore amorfo.

Ciò implica che le dimensioni del granulo di melanina sono importanti nel determinismo del colore quanto lo è la struttura molecolare del polimero di pigmento. I colori chiari si associano a particelle con dimensioni minori rispetto a quelle presenti in caso di colori più scuri.

Oltre alla capacità di disperdere la luce, le melanine mostrano anche un assorbimento intrinseco della luce nelle regioni delle lunghezze d’onda visibili e ultraviolette. Ecco i valori dello spettro d’assorbimento:

§   eumelanina: incremento monotonico dell’assorbimento col diminuire della lunghezza d’onda, con una salienza a mala pena percettibile tra 290 e 320 nm

§   feomelanine: si comportano in modo simile alle eumelanine e non mostrano bande definite sia nella regione visibile che UV.

Basandosi sullo spettro della riflessione diffusa nella regione visibile, Kollias e Bager (1985) hanno trovato che la melanina allo stato nativo della pelle umana mostra caratteristiche d’assorbimento completamente diverse negli intervalli 550÷750 e 400÷550, con intensità d’assorbimento per un intervallo di lunghezza d’onda che apparentemente è indipendente dall’altro.

In un altro studio il coefficiente d’assorbimento (µa) dei melanosomi della pelle è stato stimato intorno a 10³ cm^-1 a 400 nm, con caduta a 10² cm^-1 a 700 nm. Questo può solo essere un calcolo di ordine di grandezza a causa della variazione delle dimensioni e della composizione dei melanosomi.

Le caratteristiche cromoforiche delle melanine, specialmente delle eumelanine, sono state oggetto di discussioni interminabili. In sintesi, la melanina potrebbe essere nera perché la luce assorbita non viene reirradiata, bensì è catturata e convertita in energia rotazionale e vibrazionale.

Quest’interpretazione non rende tuttavia ragione del fatto che la melanina è in grado di agire da efficiente diffusore della luce. Tuttavia, sia la densità ottica delle melanine, e sopratutto la morfologia dello spettro d’assorbimento, possono essere attribuiti a una diffusione secondo Rayleigh da parte delle molecole e a una diffusione secondo Mie da parte dei granuli di pigmento.