Uma equipe do Centro de Química Verde e Engenharia Verde da Universidade de Yale, em colaboração com a Universidade Nottingham Trent, desenvolveu com sucesso um material alternativo ecológico destinado a substituir os materiais emissores de luz tradicionalmente usados em tecnologias de exibição, como televisores e smartphones. O estudo aborda os problemas das tradicionais substâncias fotoluminescentes em estado sólido — que dependem de recursos não renováveis e metais tóxicos — e propõe uma solução inovadora, cujos resultados foram publicados na revista Chem.
Os materiais fotoluminescentes convencionais funcionam absorvendo luz ultravioleta e reemitindo luz visível, sendo amplamente aplicados em telas, iluminação e sensores. Contudo, seu processo de produção envolve múltiplas etapas e gera grandes quantidades de resíduos químicos nocivos. A equipe de pesquisa combinou lignina (subproduto da indústria de papel) com histidina (um aminoácido) para desenvolver um material sólido ecológico que utiliza apenas água e acetona como solventes verdes. Sob luz ultravioleta, o material emite fluorescência, e suas propriedades luminescentes podem ser ajustadas precisamente por meio da variação das proporções de seus componentes.
O mecanismo de emissão baseia-se na interação entre os grupos fenólicos da lignina e o processo de transferência de prótons no estado excitado (ESPT) da histidina.Quando os grupos fenólicos absorvem energia luminosa, eles transferem prótons para a histidina; em seguida, quando a lignina retorna ao seu estado normal, emite luz visível. Alguns materiais chegam a brilhar brevemente mesmo após a luz ultravioleta ser desligada.O Dr. Haoyin Xie, primeiro autor do estudo, destacou:“As estruturas fenólicas naturais nas macromoléculas de lignina já suportam esse comportamento fotoácido, um fenômeno pouco explorado até agora.”
O coautor Dr. Darren Li complementou:“Simplificamos o processo de síntese e utilizamos resíduos industriais para criar um material mais seguro e ajustável.”Por sua vez, o Dr. Chi-Shun Yeung, da Universidade de Hong Kong, utilizou modelagem computacional para revelar o mecanismo de interação molecular entre a lignina e a histidina, comprovando que biopolímeros podem emitir luz de forma eficiente sem depender de metais.
