近红外纳米光肥料：红光发射与微量营养素释放协同促进作物生长

来自科研团队的研究人员开发了一种多功能纳米光子肥料L@MgMn，通过整合光转换、营养输送和植物监测功能，解决了传统肥料利用率低和环境污染问题。该材料基于硫敏化镧系掺杂纳米颗粒，在980 nm近红外激光激发下发射超亮Er3+红光（抑制无效绿光），并通过NIR-II荧光追踪植物体内运动。Mg2+/Mn2+共掺杂二氧化硅壳层实现pH响应性离子释放，显著提升烟草光合作用（叶绿素a/b增加24.4%/31.7%）和生物量（最高79.6%），为可持续精准农业提供新策略。

　　

研究人员开发了一种多功能纳米光肥料（L@MgMn），其核心采用硫敏化镧系掺杂纳米颗粒（NaGdF₄:Yb, Er, S@NaGdF₄:Yb），在近红外激光（NIR, 980 nm）激发下发射超亮铒离子（Er³⁺）红光上转换（UC）荧光，同时抑制植物吸收效率低的绿光。该材料还具备第二近红外（NIR-II）荧光特性，可实时追踪纳米颗粒在植物组织内的运动轨迹。镁/锰离子（Mg²⁺/Mn²⁺）共掺杂二氧化硅壳层不仅通过窄化带隙增强光生电子-空穴对产生，还能在植物细胞内实现pH响应性金属离子释放。实验表明，100 μg mL^?1浓度的L@MgMn处理显著提升本氏烟草（Nicotiana benthamiana）的光合性能：叶绿素a和b含量分别增加24.4%与31.7%，生物量最高增长79.6%。该材料兼具优异抗氧化活性和叶片附着能力，有效提高养分吸收效率。本研究为同步增强光能利用、营养供给与植物抗逆性提供了创新纳米平台，推动可持续精准农业发展。