Wetenschappers hebben het natuurlijke vermogen van hout om zwak te gloeien aangewend om een ​​nieuw duurzaam fosforescerend materiaal te ontwikkelen dat mogelijk in een groot aantal toepassingen kan worden gebruikt, van medische beeldvorming en optische detectie tot 'glow in the dark'-kleurstoffen en verven.

Een internationaal team van onderzoekers onder leiding van de North East Forestry University (China) en de University of Bath (VK) onderzocht de natuurlijke fosforescerende eigenschappen van lignine, een belangrijk bestanddeel van hout.

Bij kamertemperatuur fosforescentie (RTP) absorbeert een materiaal energie met een korte golflengte (zoals UV-licht) en straalt het vervolgens uit als zichtbaar licht. Dit in tegenstelling tot fluorescerende materialen, die het licht onmiddellijk weer uitstralen en stoppen met gloeien wanneer het licht wordt uitgeschakeld.

De onderzoekers ontdekten dat lindehout van nature en zwak fosforesceert, licht voor een paar milliseconden vrijgeven omdat lignine gevangen zit in een 3D-matrix van cellulose.

Dit inspireerde hen om de gloeiende eigenschappen na te bootsen door lignine te verknopen in een 3D-polymeernetwerk, waardoor het ongeveer een seconde zichtbaar gloeide.

Ze ontdekten door de caviteitsgroottes binnen het netwerk aan te passen, en variërende droogtijden van het polymeer, ze kunnen de duur van de fosforesce veranderen.

Professor Tony James, van het University of Bath's Centre for Sustainable Circular Technologies (VK), zei dat "alle lignine zwak gloeit, maar de meeste lichtenergie gaat verloren door trillingen of beweging van de ligninemoleculen, wat betekent dat het niet duidelijk zichtbaar is voor het blote oog."

"We hebben ontdekt dat het immobiliseren van de lignine in een acrylpolymeer betekent dat er meer energie wordt uitgestraald als licht, met andere woorden, hoe minder het rammelt, hoe meer het gloeit!"

"De meeste huidige fosforescerende materialen zijn giftig of moeilijk te bereiden, dus we wilden een nieuw materiaal ontwikkelen dat deze beperkingen overwon."

"Hoewel er ruimte is voor verbetering, ons nieuwe materiaal toont een groot potentieel voor het maken van een stabieler, duurzaam, biologisch afbreekbaar niet-toxisch fosforescerend materiaal dat in een reeks toepassingen kan worden gebruikt."

Om het nieuwe materiaal te demonstreren, het team gebruikte ze om draden te verven die in lichtgevend textiel konden worden gebruikt. Dit kan worden gebruikt voor de gemakkelijke identificatie en bescherming tegen namaak van luxe textiel of tassen.

Hoofd corresponderende auteur op het papier Professor Zhijun Chen, van het Engineering Research Center of Advanced Wooden Materials aan de Northeast Forestry University (China), zei:"Het is inderdaad een onverwachte en interessante ontdekking.

"We denken dat dit werk niet alleen een nieuwe optie zal bieden voor duurzame nagloeimaterialen, maar ook een nieuwe route is voor het gebruik van lignine met toegevoegde waarde, wat het belangrijkste natuurlijk voorkomende aromatische polymeer is, en de pulpindustrie produceert 600 biljoen ton per jaar."

Het onderzoek van het team is gepubliceerd in Celrapporten:natuurkunde .