Ультрафиолетовое излучение (УФ) незаменимо в медицине, защите от подделок, анализе следов преступлений и даже в системах связи. Но большинство современных УФ-материалов содержат токсичные металлы — кадмий или свинец, а их производство дорогое и неэкологичное.

Группа ученых из Университета Умео (Швеция) под руководством Цзя Вана нашла неожиданную альтернативу — углеродные точки (УТ), которые получают из экстракта зеленого чая.

Результаты опубликованы в издании Nano Research.

Эти наночастицы размером около 3,5 нм светятся в ультрафиолете с эффективностью 17% в воде. Но самое интересное — в «плохих» растворителях, таких как 3-феноксианизол, их свечение усиливается почти в пять раз, достигая рекордных 81%.

Оказалось, дело в агрегации: когда частицы слипаются в крупные кластеры (10–30 нм), их структура становится жестче, и энергия не тратится впустую.

Попытка сделать УТ прямо из порошка чайных пакетиков провалилась — получились только синие точки.

Даже небольшие изменения в подготовке сырья кардинально меняют свойства материала, — объясняет Ван.

Но на этом потенциал не заканчивается. Предварительные тесты показали, что УТ подавляют рост раковых клеток нейробластомы. Сейчас команда изучает их антиоксидантные свойства.

Этот подход решает сразу три проблемы:

• Экология — вместо токсичных металлов используется возобновляемое сырье.
• Экономика — процесс синтеза простой и дешевый.
• Гибкость — свечение можно «настраивать» под задачи, меняя растворитель.

Если технологию масштабируют, она сможет заменить опасные материалы в медицине (например, в УФ-стерилизаторах) и системах защиты документов.

Пока неясно, как поведет себя материал в реальных условиях — например, при длительном УФ-облучении или в составе красок. Кроме того, 81% эффективности достигнут только в специфическом растворителе, что ограничивает применение.

Ранее ученые разработали новый экономичный способ создания ультрафиолета.