Новый материал, преобразующий «вредный» ультрафиолет в полезный для растений янтарный и красно-оранжевый свет, был разработан учеными СФУ.
Фитолампы, созданные с использованием данного материала, смогут обеспечить более равномерное освещение теплиц и городских ферм, а производство таких устройств станет значительно более экономичным, сообщили в пресс-службе университета.
В тепличном производстве активно применяются красные люминофоры — вещества, которые «превращают» другое излучение видимого спектра в красный (длиной 600–660 нанометров) свет. Они необходимы для преобразования «вредных» ультрафиолетовых лучей в стимулирующий рост красный свет, уточнила одна из авторов исследования, заведующая кафедрой физической и неорганической химии Сибирского федерального университета (СФУ) Любовь Денисова.
«Распространенный метод производства освещения для растений предполагает отдельное создание люминофора с последующим нанесением на стекло или сплавлением с стеклянной матрицей. К подобным материалам в теплицах предъявляются высокие требования: они должны быть устойчивы к воздействию влаги, температурным перепадам и перегреву без дополнительного защитного покрытия. В идеале материалы должны быть доступными и нетоксичными, так как их используют для производства пищевых продуктов», — добавила ученый.
Ученые СФУ разработали новый состав красного люминофора для фитоламп, который преобразует фиолетовый свет (400 нм) в красный (612 нм). В отличие от аналогичных материалов, этот можно производить за одну стадию — с помощью сплавления исходных компонентов. Основой нового люминесцентного стекла является оксид германия (Ge), а в качестве активирующих люминесценцию добавок используются оксиды редкоземельных элементов европия (Eu) и гадолиния (Gd).
«Мы создали люминесцентное стекло с высокими эксплуатационными характеристиками: квантовый выход для него приблизился к 100 процентам. Это означает, что почти каждый поглощенный фиолетовый фотон приводит к испусканию нового, “янтарного” фотона. В данной ситуации потери энергии, направленной на излучение света, минимальны», — рассказала Денисова.
Кроме фитоламп, такое стекло может применяться в лазерах, включая медицинские, и для изготовления инфракрасных преобразователей, добавили в СФУ. В настоящее время в университете получены экспериментальные образцы нового люминесцирующего стекла, и ведется разработка стекла с необходимыми геометрическими параметрами (длина, ширина, толщина), подходящего для создания фитоламп.
«В этом есть очевидная экономическая выгода. Мы хотим предложить промышленности — например, компаниям-производителям фитоламп — готовый материал, который можно использовать при изготовлении фитоламп с регулируемым спектром излучения», — пояснила Денисова.
В этом году СФУ также реализует научно-популярный проект «Сибирское редкоземье. Металлы для жизни» при поддержке Минобрнауки России в Десятилетие науки и технологий.
Фото: hi-tech.mail.ru