Un grupo de investigadores chinos e ingleses ha desarrollado un nuevo material fosforescente a partir de la lignina, un componente importante de la madera.
Los científicos han aprovechado, la capacidad natural de la madera para brillar levemente, para desarrollar un nuevo material fosforescente sostenible que podría usarse en una amplia cantidad de aplicaciones, desde imágenes médicas y detección óptica hasta tintes y pinturas que brillan en la oscuridad.
Un equipo internacional de investigadores dirigido por la Universidad Forestal del Noreste (China) y la Universidad de Bath (Reino Unido) investigó las propiedades fosforescentes naturales de la lignina, un componente importante de la madera.
La fosforescencia a temperatura ambiente (RTP) es cuando un material absorbe energía con una longitud de onda corta (como la luz ultravioleta) y luego la emite como luz visible. Esto contrasta con los materiales fluorescentes, que inmediatamente emiten la luz nuevamente y dejan de brillar cuando se apaga la luz.
Los investigadores encontraron que el tilo fosforesce de forma natural y débil, liberando luz durante unos pocos milisegundos debido a que la lignina queda atrapada dentro de una matriz tridimensional de celulosa.
Esto los inspiró a imitar las propiedades brillantes mediante la reticulación de la lignina dentro de una red de polímero 3D, lo que hizo que brillara visiblemente durante alrededor de un segundo.
Descubrieron que al ajustar los tamaños de las cavidades dentro de la red y al variar los tiempos de secado del polímero, podían alterar la duración de la fosforescencia.
El profesor Tony James, del Centro de Tecnologías Circulares Sostenibles de la Universidad de Bath (Reino Unido), dijo: “Toda la lignina brilla débilmente, pero la mayor parte de la energía luminosa se pierde por la vibración o el movimiento de las moléculas de lignina, lo que significa que no es claramente visible a simple vista”.
“Hemos descubierto que inmovilizar la lignina en un polímero acrílico significa que se emite más energía en forma de luz; en otras palabras, cuanto menos vibra, más brilla.
“La mayoría de los materiales fosforescentes actuales son tóxicos o difíciles de preparar, por lo que queríamos desarrollar un nuevo material que superara estas limitaciones.
«Aunque hay margen de mejora, nuestro nuevo material muestra un gran potencial para fabricar un material fosforescente no tóxico, biodegradable, más estable y sostenible que podría utilizarse en una variedad de aplicaciones».
Para demostrar el nuevo material, el equipo los usó para teñir hilos que podrían usarse en textiles luminiscentes. Esto tiene un uso potencial para la fácil identificación y la protección contra la falsificación de textiles o bolsos de lujo.
La hoja bordada de la izquierda usa hilo fluorescente que brilla bajo la luz ultravioleta; las dos hojas de la derecha utilizan hilo fosforescente que brillan brevemente después de que se apaga la lámpara UV.
El autor principal correspondiente del artículo, el profesor Zhijun Chen, del Centro de Investigación en Ingeniería de Materiales Avanzados de Madera de la Universidad Forestal del Noreste (China), dijo: “De hecho, es un descubrimiento inesperado e interesante.
“Creemos que este trabajo no solo proporcionará una nueva opción para materiales de resplandor crepuscular sostenibles, sino que también es una nueva ruta para la utilización de valor agregado de la lignina, que es el principal polímero aromático natural, y la industria de la pulpa produce 60 millones de toneladas por año.»
La investigación del equipo se publica en Cell Reports: Physical Science.
