Разработан биоразлагаемый светоизлучающий материал на основе древесных отходов

Исследователи из Йельского университета и Ноттингемского университета Трента разработали светоизлучающий материал на основе лигнина — побочного продукта целлюлозно-бумажной промышленности. Новая технология может заменить токсичные компоненты в производстве экранов телевизоров и смартфонов.

Лигнин — это природное вещество, содержащееся в стенках растительных клеток, которое в больших количествах образуется при переработке древесины. Ученые соединили его с гистидином — простой аминокислотой. Полученные твердые материалы начинают флуоресцировать под воздействием ультрафиолетового излучения.

Для синтеза использовались только вода и ацетон, что исключает применение опасных химических веществ. Традиционные светоизлучающие материалы требуют многоэтапного производства с использованием токсичных металлов и невозобновляемых ресурсов.

Свечение материала основано на процессе переноса протона в возбуждённом состоянии. Фенольные группы лигнина поглощают ультрафиолетовый свет и переходят в энергетически возбуждённое состояние. В этот момент лигнин передаёт протоны гистидину внутри твёрдого вещества. При возвращении в обычное состояние молекулы излучают видимый свет при комнатной температуре. Некоторые образцы продолжали светиться даже после отключения ультрафиолетового источника.

Компьютерное моделирование подтвердило механизм молекулярного взаимодействия между компонентами. Ранее подобный эффект наблюдался только у чистых фенольных молекул, но не у природных структур лигнина в составе биополимера.