Lignin ist von Natur aus dunkel gefärbt und für transparente Beschichtungen wenig geeignet. Wird das pflanzliche Polymer jedoch auf extrem dünne Schichten reduziert, verändert sich sein Erscheinungsbild. Forschende des Forschungszentrums VITO und der Vrije Universiteit Brussel (VUB) haben aus depolymerisiertem Lignin photoaktive Beschichtungen hergestellt, die bei Tageslicht nahezu unsichtbar sind, unter UV-Licht aber fluoreszieren. Die Studie erschien im Fachjournal ACS Applied Materials & Interfaces.

Für die Herstellung wird das in kleinere aromatische Bausteine zerlegte Lignin chemisch funktionalisiert und mit einem Vernetzer auf Glycerinbasis kombiniert. Das Bioharz lässt sich mit UV-Licht aushärten. So erzeugte das Team Schichten vom Nano- bis in den Mikrometerbereich auf starren Oberflächen, elastischen Materialien und Hydrogelen. Die Beschichtungen waren mechanisch stabil und wasserabweisend.

Versteckte Muster erscheinen unter UV-Licht

Besonders dünne Beschichtungen zeigen einen ungewöhnlichen Effekt. Die natürliche Farbe des Lignins ist dann kaum noch wahrnehmbar, seine Fluoreszenz bleibt jedoch erhalten. Zusätzliche fluoreszierende Farbstoffe sind nicht nötig. Das Team demonstrierte dies mit einem katzenförmigen Muster. Bei normalem Licht ist die Struktur nahezu verborgen, unter UV-Licht mit 365 Nanometern Wellenlänge tritt die Katze hervor.

Damit lassen sich Oberflächen erzeugen, deren optische Eigenschaften über Licht sichtbar gemacht werden können. Als mögliche Einsatzfelder nennen die Forschenden Beschichtungen, photonische Oberflächen und funktionelle Grenzflächen auf wasserhaltigen Materialien. Noch handelt es sich um einen Materialnachweis im Labormaßstab und nicht um ein marktreifes Produkt.

Vom Ligninöl zur funktionellen Oberfläche

Die Arbeit baut auf früheren Untersuchungen des Teams auf. Bereits 2024 hatte die Gruppe gezeigt, dass sich depolymerisiertes Ligninöl zu UV-härtbaren Bioharzen und nanoskaligen Beschichtungen weiterverarbeiten lässt. Parallel entwickelt VITO Verfahren, um Lignin aus lignocellulosehaltigen Rohstoffen in reaktive Bioaromaten zu zerlegen. In der LignoValue-Pilotanlage werden solche Bausteine bereits kontinuierlich hergestellt.

Die neue Studie verlagert den Blick von Lignin in massiveren Werkstoffen auf dünne funktionelle Oberflächen. Damit könnte der pflanzliche Rohstoff künftig fossile aromatische Bausteine ersetzen sowie optische und schützende Funktionen übernehmen.

ag