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Aug 03, 2023

薄膜が太陽光の紫外線を赤色光に変換することで植物の成長を促進します

植物が大きく強く成長するためには、太陽から発せられる可視の「白色」光の一部である赤と青の光が必要です。 科学者たちは現在、植物を活性化するフィルムを開発しました。

植物が大きく強く成長するためには、太陽から発せられる可視の「白色」光の一部である赤と青の光が必要です。 科学者たちは現在、太陽の紫外線をより多くの赤色光に変換する、植物を活性化するフィルムを開発しました。

そもそも植物には紫外線は必要ないのでしょうか？ 紫外線にさらされると特定の植物の味や香りが高まる可能性があることを示唆する研究もありますが、植物の成長に紫外線は必要ないというのが全体的なコンセンサスです。 実際、人間や他の動物の場合と同様、過度の暴露は実際に植物に害を及ぼす可能性があります。

そこで登場するのがWCM（波長変換材料）フィルムです。

日本の北海道大学のチームによって開発されたこの装置は、ユウロピウムとして知られる希土類金属の薄い層でコーティングされた市販の透明プラスチックシートで構成されています。 直射日光の下で生育する植物の上に配置すると、この材料はすべての可視光を通過させますが、さらに入射紫外線の波長を変化させ、可視赤色光に変換します。

野外試験では、スイスフダンソウとカラマツの苗木のグループを WCM フィルムありとなしの両方で栽培しました。つまり、材料を一部のグループには使用しましたが、他のグループには使用しませんでした。

日が長くなり、日差しが強まる夏の間、この映画はフダンソウの植物にほとんど影響を与えませんでした。 しかし、冬には、フィルムの下で栽培された植物は、63 日後には草丈が 1.2 倍、バイオマスが 1.4 倍増加しました。

さらに、フィルムの下で成長したカラマツの苗木は、成長の最初の 4 か月を通して相対成長率が高くなりました。 その結果、茎の直径は対照群よりも 1.2 倍大きく、総バイオマスは 1.4 倍になりました。 特に、成長が促進されたことにより、苗木は通常2年かかるところ、1年以内に植林の標準サイズに達することができました。

他の用途の中でも特に、この技術は、日が比較的短く、太陽光が比較的弱い寒冷気候の地域での食料生産の増加にいつの日か使用されることが期待されています。

「波長が変化する材料のコーティングを使用することで、透明なフィルムを作成することに成功し、植物の成長を促進するその能力を実証することができました」と筆頭著者の庄司直氏は述べた。 「発光するイオンを合理的に設計することで、発光する光の色を緑色や黄色など自由に制御できるため、植物の種類に合わせて最適な波長変換フィルムを実現できると期待しています。」

この研究に関する論文は今週、科学誌「Scientific Reports」に掲載された。 読者は、ニューヨーク大学で最近開発された薄膜にも興味があるかもしれません。この薄膜は、紫外線と青色光を近赤外線に変換し、太陽電池が発電に使用できるようにします。

出典：北海道大学