因为气候和地理位置,英国的植被期相对较短,这就需要大部分水果和蔬菜从欧洲进口。农民在使用消耗大量电力的人工光照温室内种植作物。作为回应,巴斯大学和剑桥大学的科学家与Lambda农业公司合作开发了一种用于温室玻璃的喷涂涂层。据巴斯大学的新闻稿称,这将提高农民的生产力,同时消耗更少的能源。这项研究已在《先进材料技术》期刊上发表。
光合作用是植物利用阳光将二氧化碳和水转化为糖的过程。这一过程在红光波长下效率最高,而绿光对植物吸收效率最低并反射,使植物变绿。
太阳光包含整个光谱,植物利用的光却很少。
这种新的喷涂涂层,在温室玻璃上涂抹,类似于清漆,吸收蓝光并将其转化为红光。这增加了植物对红光的利用,有助于增加产量。
此前,美国研究人员通过类似技术实现了植物生长的增加,但使用了稀土材料,如铟。这些材料昂贵且在生产过程中不环保。在这个项目中,巴斯和剑桥的科学家用更便宜、更可获得的材料替代了铟,并已向专利申请提出申请。此外,他们提出使用化学流动反应器生产涂层,加速了过程并使其更具可扩展性。
巴斯研究所气候可持续发展与变革研究所的彼得拉·卡梅伦教授指出:“我们的涂层的工作原理类似于夜总会里的紫外线灯,可以使杜松子酒和奎宁起泡饮料发光。我们使用分子吸收紫外线并在红光谱中辐射它的原理。由此,光合作用变得更加高效,可以在更少的光线下种植更多作物。在田间试验中,我们观察到在经过处理的温室中种植的罗勒产量提高了9%。这意味着未来我们的技术可以用于延长植被期并减少人工光的使用,从而节省金钱并降低碳排放。涂层还会散射光线,这也会提高产量。甚至有证据表明,这会通过增加水果中的糖含量改善口感”。
剑桥大学无机化学和材料科学系的多米尼克·赖特教授表示:“这是基础科学如何可以应用于真正问题的绝佳例子。这在粮食安全和全球变暖的背景下尤为重要。我们的技术有望显著影响新鲜水果和蔬菜的成本和可获得性,特别是在像英国这样气候条件远非理想的北欧国家”。
Lambda农业公司的莫妮卡·萨维德拉博士表示:“Lambda农业支持使用可持续方法解决粮食短缺问题。剑桥和巴斯两所大学都与我们分享这一愿景,并与我们合作实现这一目标”。
该团队已申请了他们的技术专利,并希望在未来几年将其商业化,使其可供农民使用。