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Lignin-gestützte Polyesterfilter: Nachhaltiger UV-Schutz bei hoher NIR-Transparenz
Mit einer neuartigen, atom-effizienten In-situ-Polymerisation gelingt es, Lignin in bio-basierte optische Filter zu integrieren – für innovative Anwendungen in Informationssicherheit und NIR-Fotografie.
Optische Filter, die sichtbares Licht blockieren, aber Nahinfrarotstrahlung durchlassen (VONIRT), gelten als vielversprechend für Anwendungen in der optischen Detektion oder Informationssicherheit. Bisher wird ihre Herstellung jedoch meist auf Basis fossiler Rohstoffe realisiert – oft mit umweltschädlichen Prozessen.
Ein chinesisches Forschungsteam hat nun eine nachhaltige Alternative entwickelt: Mittels einer einfachen, hoch atom-effizienten In-situ-Polymerisation wird industrielles Lignin in ein polymerisierbares tief eutektisches Lösungsmittel (PDES) eingebunden. Dieses besteht aus Zitronensäure und 1,6-Hexandiol und übernimmt dabei eine Doppelfunktion: Es spaltet die Etherbindungen im Lignin und fördert gleichzeitig die Bildung eines vernetzten Polyester-Netzwerks.
Veranstaltungstipp: Funktionelle Beschichtungen
Beschichtungen sollen inzwischen nicht mehr nur gut aussehen und vor Korrosion schützen. So gut und wichtig beide Eigenschaften sind, viele Kund:innen wollen mehr. Viele dieser Anforderungen lassen sich mit dem Begriff „Funktionale Beschichtungen“ beschreiben. Beliebte Schlagwörter, die hier oft fallen, sind anti-Eis, anti-Graffiti, Selbstheilung oder die oft genannte Haifischhaut. Manche dieser Eigenschaften sind inzwischen gut erforscht und am Markt etabliert, andere haben noch praktische Hürden zu überwinden. Welche funktionellen Beschichtungen zu welcher dieser Kategorien gehören, vermittelt Ihnen dasFARBE UND LACK Seminar „Funktionelle Beschichtungen“ am 10.09.2025 in Essen.
Extreme UV-Abschirmung, hohe NIR-Transparenz
Durch die π–π-Stapelung bildet Lignin J-artige Strukturen, die gemeinsam mit Wasserstoffbrückenbindungen für eine dichte Filterstruktur sorgen. Das Ergebnis: Eine nahezu vollständige Blockierung im UV–sichtbaren Bereich (Transmission bei 400 nm und 600 nm ~0 %) bei gleichzeitig hoher NIR-Transmission (~80 % bei 1.400 nm).
Zudem weist das Material gute mechanische Eigenschaften auf, mit einer Zugfestigkeit von 10,6 MPa und einer Brucharbeit von 5,2 MJ m⁻³. Erste Anwendungen zeigen Potenzial für NIR-Fotografie und die optische Informationssicherheit. Das Verfahren ist katalysatorfrei, einfach umsetzbar und ein Beispiel für nachhaltige Hochleistungsfilter auf Ligninbasis.
Quelle: Green Chemistry, Issue 26, 2025
