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Aug 03, 2023

박막은 태양의 자외선을 적색광으로 변환하여 식물 성장을 촉진합니다.

식물이 크고 강하게 자라기 위해서는 태양에서 생성되는 가시적인 "백색" 빛의 일부인 빨간색과 파란색 빛이 필요합니다. 과학자들은 이제 식물을 강화하는 필름을 개발했습니다.

식물이 크고 강하게 자라기 위해서는 태양에서 생성되는 가시적인 "백색" 빛의 일부인 빨간색과 파란색 빛이 필요합니다. 과학자들은 이제 태양의 UV 광선을 보다 붉은 빛으로 변환하는 식물 강화 필름을 개발했습니다.

우선, 식물에는 자외선이 필요하지 않나요? 일부 연구에서는 UV 광선에 노출되면 특정 식물의 맛과 향이 강화될 수 있다고 제안하지만, 식물 성장에 UV 광선이 필요하지 않다는 것이 전반적인 합의입니다. 실제로 인간과 다른 동물의 경우와 마찬가지로 과도한 노출은 실제로 식물에 해를 끼칠 수 있습니다.

이것이 바로 WCM(파장변환재료) 필름이 등장하는 곳입니다.

일본 홋카이도 대학 팀이 개발한 이 제품은 유로듐으로 알려진 희토류 금속의 얇은 층으로 코팅된 시중에서 판매되는 투명 플라스틱 시트로 구성됩니다. 직사광선 아래에서 자라는 식물 위에 이 소재를 놓으면 가시광선은 모두 통과할 수 있지만 들어오는 자외선의 파장도 변경되어 가시광선인 적색광으로 변환됩니다.

현장 테스트에서 근대와 일본 낙엽송 묘목 그룹은 WCM 필름 유무에 관계없이 재배되었습니다. 즉, 이 재료는 일부 그룹에서는 사용되었지만 다른 그룹에서는 사용되지 않았습니다.

낮이 더 길고 햇빛이 더 강한 여름철에는 필름이 근대 식물에 거의 영향을 미치지 않았습니다. 그러나 겨울에는 필름 아래에서 자란 식물이 63일 후에 식물 높이가 1.2배, 바이오매스가 1.4배 더 커졌습니다.

또한, 필름 아래에서 자란 낙엽송 묘목은 성장 초기 4개월 동안 상대적 성장률이 더 높았습니다. 그 결과 대조군에 비해 줄기 직경이 1.2배 더 크고, 총 바이오매스가 1.4배 더 컸습니다. 특히 성장 속도가 빨라지면서 묘목이 보통 2년이 걸리던 묘목이 1년 만에 산림 조성 기준 크기에 도달할 수 있게 됐다.

다른 응용 분야 중에서 이 기술은 언젠가 상대적으로 낮이 짧고 햇빛이 상대적으로 약한 추운 기후 지역에서 식량 생산을 늘리는 데 사용될 수 있을 것으로 기대됩니다.

주저자인 Sunao Shoji는 “파장 변화 물질 코팅을 사용하여 투명한 필름을 성공적으로 만들고 식물 성장을 가속화하는 능력을 입증할 수 있었습니다.”라고 말했습니다. "발광 이온을 합리적으로 설계함으로써 방출되는 빛의 색상을 녹색이나 노란색 등 다른 색상으로 자유롭게 제어할 수 있어 다양한 식물 유형에 최적화된 파장 변환 필름을 만들 수 있을 것으로 기대됩니다."

이번 연구에 관한 논문은 이번 주 Scientific Reports 저널에 게재되었습니다. 독자들은 최근 뉴욕 대학에서 개발한 박막에 관심이 있을 수도 있습니다. 이 필름은 자외선과 청색광을 태양 전지에서 전기를 생산하는 데 사용할 수 있는 근적외선으로 변환합니다.

출처 : 홋카이도 대학