Forskare vid Åbo universitet, Finland, har utvecklat ett syntetiskt material baserat på det naturliga hackmanitmineralet, som producerar vitt ljus med brett spektrum i lampor. Det lågkostnadshackmanitbaserade materialet som skapats av forskargruppen Inorganic Materials Chemistry avger luminescens närmare solljus än för närvarande använda lantanider.

Materialet innehåller endast mycket rikliga och giftfria ämnen, och har därför låga produktionskostnader och producerar inte farligt avfall eller innehåller hälsorisker.

"Den lägre kostnaden för materialet är också en stor tillgång i tillämpningar för diagnostik, eftersom de lantanider som för närvarande används är dyra. På grund av dess ihållande luminescens, hackmanit kräver inga dyra tidsupplösta spektrometrar för att mäta luminescens, säger docent Mika Lastusaari från Åbo universitet.

Han tror att hackmanit har möjliga tillämpningar i point-of-care-diagnostik eftersom det är exciterbart med solljus.

Lampor som producerar vitt ljus som imiterar solljus används i belysningstillämpningar. Nuvarande lysrör och lysdioder producerar vitt ljus med självlysande material som innehåller lantanider, vilket är problematiskt. Å ena sidan, de är dyra och deras pris kan variera en hel del och, på den andra, de producerar inte samma breda spektrum som solljus. Vitt ljus produceras med lantanider genom att blanda tre smalspektrum primärfärger, röd, grönt och blått, och producerar därför reflekterat ljus som inte uppfyller kvaliteten hos reflekterat solljus.

Hackmanite producerar effektiv efterglöd

- "Ihållande luminescens, även känd som efterglöd, används i applikationer som lyser i mörker, såsom utfartsskyltar och klockor. Vårt hackmanitmaterial kan producera observerbar vit ihållande luminescens i sju timmar i mörker. Med en spektrometer, luminescensen kan detekteras i mer än 100 timmar, säger Lastusaari.

Tills nu, det har inte funnits några material som ger bra vit persistent luminescens. Lastusaari säger, "Hackmaniten vi har utvecklat kan användas i vanliga lampor som en enkomponents fosfor för att producera naturligt vitt ljus. Som en bonus, hackmanite-lampor fortsätter att lysa även efter ett strömavbrott, därmed lämplig för utgångs- och nödskyltar."

Hackmanitmaterial har utmärkt stabilitet i vatten och forskargruppen har visat att det har lätt detekterbar fotoluminescens även i nanomolära koncentrationer.

"Vi har också testat materialets tillämpning inom diagnostik:vi har visat att materialets ihållande luminescens kan användas vid autentisering av kryddor och testning av förfalskade livsmedel. Testerna genomfördes tillsammans med detektionsteknikgruppen vid Institutionen för kemi, säger Lastusaari.