Ученые использовали естественную способность древесины слабо светиться, чтобы разработать новый фосфоресцирующий материал. Потенциально его можно использовать в самых разных областях — от медицинской визуализации и оптического зондирования до красителей и красок, «светящихся в темноте».

В процессе фосфоресценции при комнатной температуре (RTP, Room-temperature phosphorescence) материал поглощает энергию с короткой длиной волны (например, УФ-свет), а затем излучает ее как видимый свет. С другой стороны, флуоресцентные материалы перестают светиться, когда свет выключается.

Международная группа исследователей под руководством Северо-Восточного лесного университета (Китай) и университета Бата (Великобритания) исследовала естественные фосфоресцентные свойства лигнина , основного компонента древесины. Они выяснили, что, например, липа слабо фосфоресцирует естественным образом, выделяя свет в течение нескольких миллисекунд из-за того, что лигнин находится в трехмерной матрице целлюлозы. Это вдохновило их на имитацию светящихся свойств материала путем сшивания лигнина в трехмерную полимерную сеть.

В результате он стал заметно светиться в течение примерно одной секунды. Ученые обнаружили, что, изменяя размеры полостей в сети и время высыхания полимера, можно корректировать продолжительность фосфоресценции.

«Большинство современных фосфоресцирующих материалов либо токсичны, либо сложны в приготовлении, поэтому мы хотели разработать новый, который преодолел бы эти ограничения» — отмечает профессор Тони Джеймс из Центра устойчивых круговых технологий университета Бата (Великобритания).

Вышивка флуоресцентной нитью на левом листе и фосфоресцентной нитью на двух цветках. Оба светятся в ультрафиолетовом свете (в центре), но только фосфоресцирующая нить ненадолго светится в темноте (справа). Предоставлено: Северо-восточный лесной университет.

Чтобы продемонстрировать новый материал, команда использовала его для окрашивания нитей, которые можно использовать в люминесцентном текстиле для защиты от подделок. В будущем он пригодится для медицинской визуализации. Напомним, медицинская визуализация — метод и процесс создания визуальных представлений внутренних структур тела для клинического анализа и медицинского вмешательства, а также визуального представления функций некоторых органов или тканей.