یک تیم تحقیقاتی از دپارتمان‌های مهندسی و کشاورزی دانشگاه هوکایدو و موسسه طراحی و کشف واکنش‌های شیمیایی یک پوشش لایه نازک مبتنی بر یوروپیوم ایجاد کرده‌اند که نشان داد رشد گیاهان و درختان را تسریع می‌کند.
به گزارش تکناک، این فناوری می تواند سرعت تولید گیاهی را بهبود ببخشد و این پتانسیل را دارد که به رفع مشکلات عرضه جهانی غذا کمک کند.
گیاهان نور مرئی را از طریق فرآیندی به نام فتوسنتز به انرژی تبدیل می کنند. علاوه بر نور مرئی، نور خورشید حاوی نور ماوراء بنفش (UV) نیز می باشد. محققان در این مطالعه با استفاده از یک ماده تبدیل کننده طول موج (WCM) که می تواند نور ماوراء بنفش را به نور قرمز تبدیل کند، به گیاهان نور مرئی اضافی برای استفاده در فتوسنتز ارائه کردند.
محققان یک WCM را بر پایه یک مجتمع یوروپیوم توسعه دادند و یک پوشش لایه نازک ساختند که می تواند روی ورق های پلاستیکی موجود در بازار اعمال شود. آنها نه تنها نشان دادند که این فیلم نور UV را به نور قرمز تبدیل می کند، بلکه این فیلم هیچ یک از نور مرئی مفید خورشید را مسدود نمی کند. سپس فیلم با مقایسه رشد گیاه با استفاده از ورقه‌های با و بدون پوشش WCM مورد آزمایش قرار گرفت. آزمایشاتی هم برای چغندر سوئیسی و سبزیجات گیاهی و هم برای درختان کاج اروپایی انجام شد.
در تابستان، زمانی که روزها طولانی هستند و تابش خورشید قوی است، تفاوت معنی داری برای چغندر سوئیس هنگام استفاده از فیلم های WCM مشاهده نشد. با این حال، در زمستان، زمانی که روزها کوتاه‌تر و نور خورشید ضعیف‌تر است، بوته‌های چغندر سوئیسی که با استفاده از فیلم‌های WCM رشد کردند، 1.2 برابر ارتفاع بوته و 1.4 برابر زیست توده بیشتر پس از 63 روز نشان دادند. محققان این رشد سریع را به افزایش عرضه نور قرمز ارائه شده توسط فیلم های WCM نسبت دادند.
آزمایشات مربوط به درختان کاج اروپایی نیز رشد سریعی را نشان داد. نهال ها نرخ رشد نسبی بالاتری را در 4 ماه ابتدایی رشد نشان دادند که منجر به قطر ساقه 1.2 برابر و زیست توده کل 1.4 برابر بزرگتر از درختانی شد که بدون پوشش WCM رشد کردند. این امر باعث شد که نهال ها در مدت یک سال به اندازه استاندارد برای کاشت در جنگلداری هوکایدو برسند. استفاده از فیلم‌های WCM می‌تواند دوره رشد نهال‌ها را از دو سال به یک سال کوتاه کند و در نتیجه تولید گیاهی مقرون‌به‌صرفه‌تر شود.
این فناوری همچنین دارای پتانسیل کمک به مسائل امنیت غذایی در آب و هوای سردتر است و مفید است زیرا برای کار کردن به برق نیاز ندارد. محققان قابلیت سفارشی‌سازی این فناوری را بسیار امیدوارکننده می‌دانند.
سونائو شوجی، نویسنده ارشد این مطالعه که در Scientific Reports منتشر شده است، گفت: با استفاده از پوششی از مواد تغییر دهنده طول موج، ما توانستیم با موفقیت یک فیلم شفاف ایجاد کنیم و توانایی آن را در تسریع رشد گیاه نشان دهیم.
با طراحی منطقی یون ساطع کننده نور، ما می توانیم آزادانه رنگ نور ساطع شده را به رنگ های دیگر مانند سبز یا زرد کنترل کنیم، بنابراین انتظار داریم که بتوانیم فیلم های تبدیل کننده طول موج ایجاد کنیم که برای رشد گیاهان انواع مختلف گیاهان بهینه شده است. راه بزرگ توسعه آینده برای نسل بعدی مهندسی کشاورزی و جنگلداری.
