Materiały fotoluminescencyjne. Naukowcy sięgnęli po jeden z naturalnych składników drewna
Materiały fotoluminescencyjne, czyli takie, które emitują światło po pochłonięciu energii, są dziś podstawą wielu technologii – od ekranów i oświetlenia, przez czujniki, aż po ogniwa słoneczne. Problem polega jednak na tym, że większość stosowanych obecnie rozwiązań opiera się na toksycznych metalach i energochłonnych procesach produkcji, co oznacza obciążenie dla środowiska, trudności w recyklingu oraz potencjalne ryzyko na etapie wytwarzania urządzeń.
Naukowcy z Yale University udowodnili, że istnieje alternatywa opracowując sposób tworzenia materiałów emitujących światło z ligniny – naturalnego składnika drewna, który powstaje w dużych ilościach jako produkt uboczny przy produkcji papieru. Zamiast być spalana, lignina może stać się cennym surowcem dla nowoczesnej elektroniki, co wpisuje się w szerszy trend poszukiwania materiałów odnawialnych i mniej obciążających środowisko.
Znaczenie tych badań polega przede wszystkim na zmianie podejścia do projektowania materiałów optoelektronicznych. Dotychczas wiele emiterów światła wykorzystywało metale ciężkie lub związki wymagające skomplikowanych i kosztownych procesów technologicznych. Nowe rozwiązanie pokazuje, że podobne właściwości można uzyskać, wykorzystując surowce pochodzenia naturalnego. Lignina zawiera struktury chemiczne sprzyjające emisji światła, a połączenie jej z aminokwasami pozwala uzyskać materiał o właściwościach fotoluminescencyjnych bez konieczności stosowania toksycznych dodatków.
Praktyczne znaczenie tego odkrycia jest bardzo duże. W przyszłości może ono przyczynić się do powstawania bezpieczniejszych wyświetlaczy, sensorów czy elementów urządzeń optoelektronicznych, które będą łatwiejsze w produkcji i mniej szkodliwe dla środowiska. Szczególnie ważny jest tu fakt wykorzystania odpadu przemysłowego, co może ograniczyć zużycie surowców pochodzących z ropy naftowej i zmniejszyć ilość odpadów.
Amerykańscy badacze podkreślają, że opracowany materiał znajduje się dopiero na wczesnym etapie rozwoju. Obecne właściwości świetlne można jeszcze poprawić poprzez modyfikację składu i wykorzystanie różnych typów ligniny. To oznacza, że przedstawione wyniki stanowią raczej punkt wyjścia niż końcowe rozwiązanie, ale jednocześnie wyznaczają nowy kierunek badań nad nietoksycznymi, odnawialnymi materiałami fotoluminescencyjnymi. W praktyce oznacza to krok w stronę technologii, które łączą wysoką funkcjonalność z odpowiedzialnością środowiskową. Jeśli dalsze badania potwierdzą potencjał tego podejścia, naturalne materiały mogą w przyszłości odegrać ważną rolę w rozwoju elektroniki i energetyki nowej generacji.
Źródło: Yale University
Czytaj też: Leki za kierownicą. Naukowcy przeprowadzili ogromne badania różnych substancji
Grafika tytułowa: Alexandre Jaquetoni / Unsplash
