Forskare har utnyttjat träets naturliga förmåga att svagt lysa för att utveckla ett nytt hållbart fosforescerande material som potentiellt kan användas i ett stort antal applikationer, från medicinsk bildbehandling och optisk avkänning till "glow in the dark" färgämnen och färger.

Ett internationellt team av forskare under ledning av North East Forestry University (Kina) och University of Bath (Storbritannien) undersökte lignins naturliga fosforescerande egenskaper, en viktig komponent i trä.

Rumstemperaturfosforescens (RTP) är när ett material absorberar energi med en kort våglängd (som UV-ljus) och sedan avger det som synligt ljus. Detta står i kontrast med fluorescerande material, som omedelbart avger ljuset igen och slutar lysa när ljuset släcks.

Forskarna fann att basswood naturligt och svagt fosforescerar, släpper ut ljus i några millisekunder på grund av att lignin fångas in i en 3D-matris av cellulosa.

Detta inspirerade dem att efterlikna de glödande egenskaperna genom att tvärbinda lignin i ett 3D-polymernätverk, vilket fick den att glöda synligt i ungefär en sekund.

De hittade genom att justera kavitetsstorlekarna i nätverket, och varierande torktider för polymeren, de kan ändra varaktigheten av fosforescen.

Professor Tony James, från University of Baths Center for Sustainable Circular Technologies (Storbritannien), sa att "allt lignin lyser svagt, men det mesta av ljusenergin går förlorad genom vibrationer eller rörelser av ligninmolekylerna, vilket betyder att det inte är tydligt synligt för blotta ögat. "

"Vi har funnit att immobilisering av ligninet i en akrylpolymer innebär att mer energi avges som ljus - med andra ord, ju mindre det skramlar om, ju mer det lyser!"

"De flesta nuvarande fosforescerande material är antingen giftiga eller svåra att förbereda, så vi ville utveckla ett nytt material som övervann dessa begränsningar. "

"Även om det finns utrymme för förbättringar, vårt nya material visar stor potential för att göra ett mer stabilt, hållbar, biologiskt nedbrytbart giftfritt fosforescerande material som kan användas i en rad applikationer. "

För att demonstrera det nya materialet, laget använde dem för att färga trådar som kunde användas i självlysande textilier. Detta har potentiell användning för enkel identifiering och skydd mot förfalskning av lyxiga textilier eller väskor.

Huvudansvarig författare på tidningen professor Zhijun Chen, från Engineering Research Center of Advanced Wooden Materials vid Northeast Forestry University (Kina), sade:"Det är verkligen en oväntad och intressant upptäckt.

"Vi tror att detta arbete inte bara kommer att ge ett nytt alternativ för hållbara efterglödande material utan också är en ny väg för mervärdesutnyttjande av lignin, som är den främsta naturligt förekommande aromatiska polymeren, och massaindustrin producerar 600 biljoner ton per år. "

Teamets forskning publiceras i Cellrapporter:Fysikalisk vetenskap .