多功能光子薄膜增强温室生产力的突破性研究

本文创新性地开发出兼具抗反射(AR-layer)和光转换(LC-layer)功能的多功能复合涂层(ARLC-Coating)，在蓝光(400-500 nm)和红光(600-700 nm)区域分别实现6.89%和36.86%的光子通量提升，显著促进生菜光合作用与产量。该涂层还具有优异隔热性、防尘性和机械强度，为可控环境农业(CEA)提供了新型光热调控解决方案。

　　

Highlight

我们通过简单两步法制备出适用于多种透明基底的耐用型光热调控防尘复合涂层(ARLC-Coating)，旨在提升作物光合作用与生物量产量。抗反射层与光转换层的协同应用精确调控了穿透基板的光强与光质，使作物获得显著增加的蓝光和红光比例。

材料

水性面漆(FA03硅丙乳液涂料)由云南艾普威涂料公司提供。BASF Lumogen F Red 305由广州正宏贸易公司提供。7-二乙氨基-4-甲基香豆素购自北京英诺科技。线性低密度聚乙烯(LLDPE)薄膜(100 μm)购自白山喜丰塑料公司。

ARLC-Coating设计

如图1a-b所示，ARLC-Coating由含光转换剂的水性面漆构成的光转换层(LC-layer)，和含纳米SiO₂颗粒的水性面漆制备的抗反射层(AR-layer)组成。这种设计实现了精准的光质光强管理。

结论

我们的研究为开发多功能光热调控薄膜开辟了新途径，通过增强光合有效辐射(PAR)和优化温度管理，显著拓宽了其在现代农业中的应用前景。涂层的纳米阵列结构和低表面能赋予其出色的全天候耐久性。