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新型轉(zhuǎn)紅光功能薄膜有望提高溫室蔬菜增產(chǎn)潛力

   日期:2021-08-26     來源:網(wǎng)絡(luò)    作者:作者:鄭胤建    瀏覽:497    

  最近,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院都市農(nóng)業(yè)研究所與國內(nèi)科研單位合作,開發(fā)了一種基于量子點(diǎn)技術(shù)轉(zhuǎn)紅光的功能性薄膜,可實(shí)現(xiàn)大棚內(nèi)光質(zhì)的優(yōu)化,從而提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)、減少病蟲害。相關(guān)研究成果發(fā)表在《化學(xué)工程學(xué)報(bào)(Chemical Engineering Journal)》上。

  據(jù)鄭胤建博士介紹,轉(zhuǎn)光薄膜是“光學(xué)農(nóng)業(yè)”研究的重要方向之一。大棚轉(zhuǎn)光農(nóng)膜的構(gòu)建,需要有良好耐候性、優(yōu)異轉(zhuǎn)光特性的農(nóng)膜轉(zhuǎn)光劑,其中碳點(diǎn)類發(fā)光材料由于其優(yōu)良的光學(xué)性能、水溶性及低生物毒性,成為該研究方向的熱門材料之一。但是,至今報(bào)道的大部分碳點(diǎn)材料,在陽光照射下,均存在光衰或光分解現(xiàn)象,嚴(yán)重限制了其在農(nóng)業(yè)薄膜領(lǐng)域的應(yīng)用。

  為此,研究團(tuán)隊(duì)首先采用鄰苯亞胺和鹽酸多巴胺為原料,采用一步水熱合成法,成功制備了紅光碳量子點(diǎn)(RCDs),能夠吸收紫外光和黃綠光,發(fā)射550-800 納米的紅光,量子效率高達(dá)78.3%,通過EPR、FT-IR、XPS和熒光光譜等表征技術(shù),揭示了紅光碳量子點(diǎn)的熒光主要來源于碳量子的表面態(tài)發(fā)光,證明了紅光碳量子點(diǎn)的熒光猝滅是由于其表面被氧化所致。研究團(tuán)隊(duì)提出了對(duì)應(yīng)的抗氧化策略,獲得了抗拉伸性能良好且具有抗氧化能力的抗氧化RCDs/PVA轉(zhuǎn)光膜,實(shí)現(xiàn)了黃綠光向紅光的轉(zhuǎn)光。與空白薄膜相比,該RCDs/PVA薄膜能促進(jìn)綠豆牙的生長,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,經(jīng)該轉(zhuǎn)光薄膜處理的綠豆牙植株鮮重增加10.4%、干重增加13.9%、葉綠素a的含量增加7.1%,紅光碳量子點(diǎn)作為轉(zhuǎn)光劑形成的抗氧化農(nóng)用膜在溫室蔬菜栽培中具有明顯增產(chǎn)潛力。

  該研究得到國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)的資助。(通訊員   呂劍嘯 )

  原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.131653

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