L’équipe du Center for Green Chemistry & Green Engineering de l’Université Yale, en collaboration avec Nottingham Trent University, a mis au point un matériau photoluminescent durable destiné à remplacer les composés toxiques utilisés dans les écrans de télévision, smartphones et l’éclairage.

Les matériaux photoluminescents solides traditionnels absorbent la lumière UV et réémettent dans le visible, mais leur production fait appel à des métaux toxiques et à des ressources non renouvelables, avec de multiples étapes générant des déchets dangereux. L’équipe a combiné lignine (sous-produit de l’industrie papetière) et histidine (acide aminé) pour créer un matériau solide ne nécessitant que de l’eau et de l’acétone comme solvants verts. Sous UV, il émet une fluorescence dont les propriétés sont précisément réglables par le ratio des composants.

Le mécanisme repose sur les groupes phénoliques de la lignine et un transfert de proton à l’état excité (ESPT) vers l’histidine. Après absorption, le phénol libère un proton à l’histidine ; lors du retour à l’état fondamental, de la lumière visible est émise – certains échantillons continuent même d’émettre brièvement après extinction de la lampe UV. Le premier auteur, le Dr Xie Haoyin, explique : « La structure phénolique naturelle de la lignine soutient ce comportement photoacide, un phénomène peu étudié jusqu’ici. » Le co-auteur Dr Darren Li souligne : « Nous avons simplifié la synthèse tout en valorisant un déchet pour obtenir un matériau plus sûr et tunable. » Le Dr Yeung Chi Shun (Université de Hong Kong) a élucidé par modélisation les interactions moléculaires, démontrant que les biopolymères peuvent émettre efficacement sans métal.