Material fosforescente inspirado en la madera que brilla en la oscuridad

Los investigadores han desarrollado un nuevo material fosforescente a partir de la lignina

25.08.2021 - Gran Bretaña

Los científicos han aprovechado la capacidad natural de la madera de brillar débilmente para desarrollar un nuevo material fosforescente sostenible que podría utilizarse en un gran número de aplicaciones, desde la obtención de imágenes médicas y la detección óptica hasta los 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, uno de los principales componentes de la madera.

La fosforescencia a temperatura ambiente (RTP) se produce 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 vuelven a emitir la luz inmediatamente y dejan de brillar cuando se apaga la luz.

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Los investigadores descubrieron que el tilo fosforece 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 les inspiró a imitar las propiedades de la fosforescencia mediante la reticulación de la lignina dentro de una red de polímeros en 3D, lo que hizo que brillara visiblemente durante aproximadamente un segundo.

Descubrieron que modificando el tamaño de las cavidades de la red y variando el tiempo 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, es decir, que cuanto menos se mueva, más brillará.

"La mayoría de los materiales fosforescentes actuales son tóxicos o difíciles de preparar, así 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 más estable, sostenible y biodegradable que podría utilizarse en una serie de aplicaciones".

Para demostrar el nuevo material, el equipo lo utilizó para teñir hilos que podrían utilizarse en textiles luminiscentes. Esto tiene un uso potencial para la fácil identificación y la protección contra la falsificación de textiles o bolsos de lujo.

El autor principal del artículo, el profesor Zhijun Chen, del Centro de Investigación de Ingeniería de Materiales de Madera Avanzados de la Universidad Forestal del Noreste (China), dijo: "Es realmente un descubrimiento inesperado e interesante.

"Creemos que este trabajo no sólo proporcionará una nueva opción para los materiales sostenibles de postcombustión, sino que también es una nueva vía para la utilización de valor añadido de la lignina, que es el principal polímero aromático de origen natural, y la industria de la pulpa produce 600 billones de toneladas al año".

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