Для того чтобы растения могли нормально развиваться, им необходимы лучи красного и синего спектра, которые являются составными частями видимого "белого" света, испускаемого Солнцем. Поэтому ученые разработали пленку, которая стимулирует рост растений, преобразуя ультрафиолетовый солнечный свет в видимую часть красного спектра.

Пластиковый материал WCM преобразует ультрафиолет в красный свет. Hokkaido University

Постойте, а разве растениям не нужен ультрафиолет? Согласно некоторым исследованиям, его воздействие может усилить вкус и аромат некоторых культур, однако общее мнение таково, что ультрафиолетовый свет не является необходимым для роста растений. Более того, чрезмерное облучение ультрафиолетовыми лучами, может нанести непоправимый вред растительным организмам, точно так же как это происходит с людьми и другими животными.

Именно здесь может пригодиться пленка WCM (преобразующий длину волны материал).

Материл разработанный группой экспертов Japan Hokkaido University, состоит из коммерческой прозрачной пластиковой пленки, покрытой тонким слоем европия (Eu) - редкоземельного элемента серебристо-белого цвета. Если такой материал поместить над растениями, растущими под прямыми солнечными лучами, он пропустит весь видимый свет, но при этом изменит длину волны ультрафиолетового излучения, смещая их в область красного спектра.

В рамках полевых испытаний эксперты выращивали несколько саженцев листовой свеклы (Mangold) и японской лиственницы как с использованием пленки WCM, так и без нее. 

Летом, когда дни были более длинными, а солнечный свет более ярким, использование пленки почти не повлияло на рост свеклы. Однако зимой растения, под пленкой развивались более интенсивно. Их рост увеличился в 1,2 раза, а биомасса - в 1,4 раза за 63 дня. 

Сеянцы Larix kaempferi, выращенные без пленки WCM (слева) и под пленкой (справа)

Лиственничные саженцы, выращенных под пленкой, также продемонстрировали более высокие темпы роста в течение первых четырех месяцев. В конце испытания молодые деревца увеличились в диаметре более чем в 1,2 раза по сравнению с контрольной группой, при этом их общая биомасса возросла в 1,4 раза. Кроме того, новая технология позволила саженцам достичь стандартных размеров для посадки в лесопарковой зоне всего за один год, а не за два года, как обычно.

Разработчики надеются, что, помимо всего прочего, однажды эта технология может быть использована для увеличения производства продуктов питания в регионах с холодным климатом, где продолжительность дня относительно коротка, а солнечный свет относительно слаб. 

"Благодаря использованию нового материала, изменяющего длину волны, нам удалось успешно изготовить прозрачную пленку и продемонстрировать ее потенциал для ускоренного роста растений", — рассказывает руководитель проекта Сунао Шоджи. "Рационально спроектировав светоизлучающий элемент, мы можем легко смещать испускаемый свет в нужную нам часть спектра, например, в зеленую или желтую. Таким образом, можно создавать материалы, изменяющие разные длины волн, которые будут оптимально подходить для различных типов растений".

Статья о результатах этого проекта была опубликована на этой неделе в журнале Scientific Reports. Возможно, читателей также заинтересует тонкая пленка, недавно разработанная специалистами Нью-Йоркского университета, преобразующая ультрафиолетовый и синий свет в ближний инфракрасный, который может быть использован солнечными батареями для производства электроэнергии.

Источники: Энциклопедия academic.ru, Journal Newatlas, Hokkaido University
1. (https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/8747)
2. (https://newatlas.com/science/wcm-film-plant-growth-ultraviolet-red-light/)
3. (https://www.global.hokudai.ac.jp/blog/uv-to-red-light-converting-films-accelerate-plant-growth/)
4. (https://overclockers.ru/blog/amv212/show/71022/uchenye-razrabotali-plenku-povyshajuschuju-effektivnost-solnechnyh-batarej-za-schet-sinej-oblasti-spektra)