تستخدم المواد المضيئة حالياً في العديد من التطبيقات، مثل الشاشات التلفزيونية، الهواتف الذكية، أجهزة الاستشعار، الألعاب والزينة. إلا أن تصنيعها يعتمد غالباً على مواد غير متجددة وفلزات سامة، وعمليات متعددة الخطوات تولد كميات كبيرة من النفايات الكيميائية الضارة.

حل مبتكر من جامعة ييل

طور فريق من مركز الكيمياء والهندسة الخضراء بجامعة ييل الأمريكية بديلاً صديقاً للبيئة باستخدام نفايات الخشب. وقد ركز الباحثون على إنتاج مواد صلبة فوتولومينيسنتية يمكنها امتصاص الضوء فوق البنفسجي وإعادة إصداره على شكل ضوء مرئي، مع تقليل المخاطر البيئية.

آلية الابتكار: لجنين + هيستيدين

اعتمد الباحثون على اللجنين، وهو منتج ثانوي من صناعة السليلوز والورق، موجود بشكل طبيعي في جدران خلايا النباتات والأشجار، تم دمجه مع الهيستيدين، وهي حمض أميني بسيط، لإنتاج مجموعة من المواد الصلبة التي تظهر تألقاً عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية.

كيف يعمل التألق الطبيعي؟

يعزى التألق إلى مجموعات الفينول في اللجنين، التي تنشط عند امتصاص الضوء.

في هذه الحالة المثارة، تطلق البروتونات إلى الهيستيدين في البنية الصلبة.

يعرف هذا التفاعل بـنقل البروتون في الحالة المثارة (ESPT).

عند عودة اللجنين إلى حالته الطبيعية، ينبعث الضوء، وقد يستمر التألق لبعض الوقت بعد إيقاف الأشعة فوق البنفسجية.

فوائد هذا الابتكار

تقليل النفايات الكيميائية الخطرة

استخدام موارد متجددة مثل نفايات الخشب

تبسيط عملية التصنيع مقارنة بالمواد التقليدية

إمكانية تطبيق واسع في الشاشات، الاستشعار، الألعاب والزينة

مستقبل المواد البيئية المضيئة

يعتبر هذا الابتكار مثالاً واضحاً على الكيمياء المستدامة والمواد الصديقة للبيئة، ويمثل خطوة كبيرة نحو تطوير الجيل القادم من الأجهزة البصرية والإلكترونية بمواد طبيعية وآمنة.