Novi materiali na osnovi lignina iz biomase s povečano luminiscenčno aktivnostjo

Luminiscenčni materiali so med najpogosteje uporabljenimi materiali v našem vsakdanjem življenju. Proizvodnja teh materialov pa trenutno ne sledi globalni ""zeleni"" strategiji. Doslej so luminiscenčni materiali večinoma proizvedeni iz fosilnih virov, kar povzroča dodatne okolijske težave. Uporaba biomase bi lahko zmanjšala odvisnost od fosilnih virov v industriji luminiscenčnih materialov in privedla do želene ""zelene"" proizvodnje luminiscenčnih materialov. Eden od najbolj obetavnih materialov iz biomase za proizvodnjo luminiscenčnih materialov je lignin, ki ima kompleksno polimerno strukturo, sestavljeno iz treh različnih aromatskih enot. Kompleksna aromatska struktura je dobro izhodišče za uporabo lignina kot luminiscenčnega materiala. Kljub privlačnim lastnostim in značilnostim lignina luminiscentni materiali niso dovolj raziskani in preučeni. Glavni cilj tega projekta z naslovom ""Novi materiali na osnovi lignina iz biomase s povečano luminiscenčno aktivnostjo"" je funkcionalizirati različne vrste lignina in jih pretvoriti v ligninske kvantne pike. Ta vrsta materiala se že proizvaja, vendar pa ima omejene luminiscenčne lastnosti, s modro barvo emisije in nizkim kvantnim izkoristkom. Visoka vrednost kvantnega izkoristka je izredno pomembna za uporabo luminiscenčnih materialov. Za pretvorbo v kvantne pike bomo uporabili lignin, pridobljen iz različnih vrst biomase (trdega lesa, iglavcev in trave), in tri vrste depolimerizacije lignina - kraft lignin, organosolv in z ultrazvokom asistiran depolimeriziran lignin. Naše nove ligninske kvantne pike, bodo dizajnirane in sintetizirane, vseled izboljšanih luminiscenčnih lastnosti, z barvno emisijo, ki se razlikuje od modre barve, in s povečanim kvantnim izkoristkom. Priprava izboljšanih luminiscenčnih ligninskih kvantnih pik zahteva poglobljeno študijo razmerja med strukturo lignina in luminiscenčnimi lastnostmi. Da bi natančno prilagodili barvo emisije in kvantni izkoristek, bomo prilagodili parametre sinteze ter koncentracije dopantov in kopopantov. Kot dopante in ko-dopante bomo uporabili različne anorganske in organske molekule s heteroatomi (N, S, P, B, Ca2+, Mg2+ in Zn2+). Izvedli bomo popolno strukturno, morfološko in optično karakterizacijo novih materialov. Luminiscenčne ligninske kvantne pike bomo preizkusili kot senzorje temperature in tlaka, kar bo omogočilo dodaten vpogled v spektroskopske študije novo pripravljenih luminiscenčnih materialov.