1. Nanocristalli di cellulosa (CNC):
- I CNC vengono estratti dalla biomassa vegetale, in particolare da materiali ricchi di cellulosa come legno, cotone e residui agricoli.
- Possiedono elevata trasparenza, bassa dilatazione termica ed elevata resistenza meccanica, che li rendono adatti per componenti ottici come lenti, polarizzatori e reticoli di diffrazione.
- I CNC possono essere funzionalizzati per migliorare le loro proprietà ottiche, come incorporando cromofori per la regolazione del colore o nanoparticelle metalliche per effetti plasmonici.
2. Materiali a base di lignina:
- La lignina è un polimero aromatico complesso presente nelle pareti cellulari delle piante.
- I materiali a base di lignina, come le nanoparticelle e le nanofibre di lignina, presentano proprietà ottiche interessanti, tra cui un'elevata capacità di blocco dei raggi UV, una bassa birifrangenza e indici di rifrazione regolabili.
- Queste proprietà rendono i materiali a base di lignina candidati promettenti per applicazioni ottiche come filtri UV, polarizzatori e guide d'onda.
3. Cristalli fotonici di origine biologica:
- I cristalli fotonici sono materiali con strutture dielettriche disposte periodicamente in grado di controllare e manipolare la luce.
- La biomassa vegetale può essere utilizzata come modello per fabbricare cristalli fotonici a base biologica. Ad esempio, la struttura gerarchica naturale della cellulosa nelle pareti cellulari delle piante può essere sfruttata per creare cristalli fotonici con proprietà ottiche uniche.
- I cristalli fotonici di origine biologica hanno potenziali applicazioni nel rilevamento, nell'imaging e nell'illuminazione ad alta efficienza energetica.
4. Rivestimenti antiriflesso di ispirazione biologica:
- Le superfici delle piante spesso presentano complesse micro e nanostrutture che riducono la riflessione della luce e migliorano l'assorbimento della luce.
- Imitando queste strutture di ispirazione biologica, è possibile sviluppare rivestimenti antiriflesso utilizzando materiali di origine vegetale.
- Questi rivestimenti possono migliorare l'efficienza dei dispositivi ottici riducendo le perdite ottiche dovute alla riflessione, particolarmente importante per le celle solari e i dispositivi optoelettronici.
5. Coloranti e pigmenti di origine vegetale:
- Molte piante producono coloranti e pigmenti naturali che presentano proprietà ottiche specifiche, come l'assorbimento del colore e la fluorescenza.
- Questi coloranti di origine vegetale possono essere estratti e utilizzati come filtri colorati, fotosensibilizzatori e sonde fluorescenti in applicazioni ottiche.
- Offrono vantaggi quali biodegradabilità, non tossicità e proprietà ottiche sintonizzabili.
6. Idrogel a base di cellulosa:
- La cellulosa, un componente importante della biomassa vegetale, può essere trasformata in idrogel con proprietà ottiche uniche.
- Gli idrogel a base di cellulosa sono trasparenti, biocompatibili e possono essere funzionalizzati per incorporare varie funzionalità ottiche.
- Trovano applicazioni nelle lenti a contatto, nell'ingegneria dei tessuti e nelle piattaforme di rilevamento.
L’utilizzo della biomassa proveniente dalle piante per applicazioni ottiche rappresenta una grande promessa nello sviluppo di alternative sostenibili ed ecocompatibili ai materiali tradizionali. Sfruttando le proprietà ottiche uniche dei materiali di origine vegetale, possiamo far avanzare il campo dell’ottica riducendo al contempo la dipendenza da risorse non rinnovabili.
