Gli scienziati hanno sfruttato la capacità naturale del legno di brillare debolmente per sviluppare un nuovo materiale fosforescente sostenibile che potrebbe essere utilizzato in un ampio numero di applicazioni, dall'imaging medico e dal rilevamento ottico ai coloranti e alle vernici "glow in the dark".

Un team internazionale di ricercatori guidati dalla North East Forestry University (Cina) e dall'Università di Bath (Regno Unito) ha studiato le proprietà fosforescenti naturali della lignina, uno dei principali componenti del legno.

La fosforescenza a temperatura ambiente (RTP) si verifica quando un materiale assorbe energia con una lunghezza d'onda corta (come la luce UV) e poi la emette come luce visibile. Questo contrasta con i materiali fluorescenti, che emettono immediatamente la luce e smettono di illuminarsi quando la luce viene spenta.

I ricercatori hanno scoperto che il tiglio fosforesce naturalmente e debolmente, rilasciando luce per alcuni millisecondi a causa della lignina intrappolata all'interno di una matrice 3D di cellulosa.

Ciò li ha ispirati a imitare le proprietà luminose reticolando la lignina all'interno di una rete polimerica 3D, che lo ha fatto risplendere visibilmente per circa un secondo.

Hanno scoperto modificando le dimensioni delle cavità all'interno della rete, e tempi di essiccazione variabili del polimero, potrebbero alterare la durata della fosforescenza.

Professor Tony James, dal Centro per le tecnologie circolari sostenibili dell'Università di Bath (Regno Unito), disse che "tutta la lignina brilla debolmente, ma la maggior parte dell'energia luminosa viene persa per vibrazione o movimento delle molecole di lignina, il che significa che non è chiaramente visibile ad occhio nudo."

"Abbiamo scoperto che immobilizzare la lignina in un polimero acrilico significa che viene emessa più energia sotto forma di luce, in altre parole, meno si agita, più brilla!"

"La maggior parte dei materiali fosforescenti attuali sono tossici o difficili da preparare, quindi volevamo sviluppare un nuovo materiale che superasse questi limiti".

"Anche se ci sono margini di miglioramento, il nostro nuovo materiale mostra un grande potenziale per rendere più stabile, sostenibile, materiale fosforescente non tossico biodegradabile che potrebbe essere utilizzato in una vasta gamma di applicazioni."

Per dimostrare il nuovo materiale, il team li ha usati per tingere i fili che potrebbero essere utilizzati nei tessuti luminescenti. Questo ha un potenziale utilizzo per la facile identificazione e la protezione anticontraffazione di tessuti o borse di lusso.

Principale autore corrispondente dell'articolo Professor Zhijun Chen, dall'Engineering Research Center of Advanced Wooden Materials presso la Northeast Forestry University (Cina), ha dichiarato:"Si tratta davvero di una scoperta inaspettata e interessante.

"Pensiamo che questo lavoro non solo fornirà una nuova opzione per i materiali post-incandescenza sostenibili, ma è anche una nuova strada per l'utilizzo a valore aggiunto della lignina, che è il principale polimero aromatico naturale, e l'industria della pasta di cellulosa produce 600 trilioni di tonnellate all'anno".

La ricerca del team è pubblicata in Rapporti cellulari:scienze fisiche .