人工光利用型植物工厂核心技术研究进展

随着对植物生长发育的深入了解和对环境控制技术的不断探索,人们逐步掌握在完全密闭的环境中培育植物的技术,即在人工光利用型植物工厂中栽培作物。主要对人工光利用型植物工厂的产生与发展、优点与不足以及发展方向进行简单介绍,并对人工光利用型植物工厂的核心技术:无土栽培技术、光照技术和环境控制技术进行整理归纳,总结出适合人工光利用型植物工厂的栽培管理方式,以期加深人们对人工光利用型植物工厂的认识和了解,为在人工光利用型植物工厂中栽培作物提供借鉴指导。

农业院校科研基地建设对产学研的促进作用初探

在中国,农业院校肩负着推进农业现代化的重任,在具体实施的过程中主要通过"农科教"和"产学研"两种方式展开。对于农业院校而言,其最大优势在于具备辽阔的实验基地,而基地建设无论在"农科教"还是"产学研"模式中都具有举足轻重的作用。文章针对农业院校在产学研合作模式下,强调科研基地建设的重要性及功能的开发,提出了在产学研一体化下基地的建设与分区规划,以及相应的管理与实施措施。

荧光硅量子点作为叶面光肥提高生菜对光能利用率的机理研究

采用水热法制备了荧光硅量子点。通过透射电镜、红外光谱、X射线光电子能谱、光致激发和发射光谱及荧光衰减曲线等手段对样品形貌及发光性能进行了研究。通过生菜种植实验,研究了荧光硅量子点作为叶面光肥提高生菜对光能利用效率的效应。实验结果表明,透射电镜测得所制备的荧光硅量子点尺寸均一,平均尺寸为3.6 nm。傅里叶红外变换光谱及X射线光电子能谱表明该量子点表面具有丰富的含氧官能团,因而具有优异分水散性。光致荧光光谱表明,该量子点的最佳激发和发射峰位分别为385 nm和450 nm,且不具备激发波长依赖特性。荧光硅量子点与生菜的离体叶绿体复合后发现,荧光强度下降但激发态寿命基本不变,同时,复合物对2,6-二氯酚靛酚的还原速率提高。以上结果表明,荧光硅量子点与叶绿体复合时产生了内滤效应,生菜的叶绿体吸收了硅量子点发射的蓝光用于光合作用,从而使生菜的干鲜重均得到了显著性提高。通过叶绿素荧光成像实验进一步验证了喷施荧光硅量子点叶面光肥时生菜的光合作用速率得到了提高。

共轭尺寸和表面氧化协同触发的红色荧光碳点用于有机溶剂中痕量水的检测

以邻苯二胺和盐酸多巴胺为前体,利用磷酸调节反应体系的pH值(pH=7,3,1),制备了荧光逐渐红移的碳点(CDs):CDs-7(绿光)、CDs-3(橙光)和CDs-1(红光).通过透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱(Raman)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱和荧光衰减曲线分析表明,反应体系pH值的减小促进了前体碳化交联,导致sp2共轭域尺寸和石墨化程度增加,从而使CDs的荧光红移.另外,酸性环境有利于使CDs表面氧化形成羧基,促进CDs荧光红移的同时改善了量子效率(QY).利用CDs-1量子产率高(14.8%)和发光的溶剂依赖特性,将其作为荧光探针分别检测了乙醇(EtOH)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和1,4-二氧六环(DIO)中的痕量水,检出限分别为0.86%,0.123%和0.023%,表明CDs-1在痕量水的检测方面具有应用潜力.

一种高紫外-短波蓝光屏蔽的油溶性碳点的水热制备及其应用

以2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮为碳源,乙二胺为氮源,通过水热法合成一种紫外和短波蓝光双重吸收的油溶性氮掺杂碳点(Carbon Dots,CDs)。将该CDs与聚甲基丙烯酸甲酯复合制得具有紫外光和短波蓝光屏蔽效果的复合镜片材料,当CDs的质量分数为1%时,复合镜片在紫外光区的平均透过率为0%、在短波蓝光区的平均透过率为1.6%,吸收效率为99.6%,是一种强防紫外-短波蓝光材料。

共掺Tm3＋离子对CaAlSiN3∶Eu2＋红色荧光粉发光性能的影响

通过高温固相法,合成了Eu^(2+)单掺和Eu^(2+)、Tm^(3+)共掺CaAlSiN_3荧光粉。结合荧光光谱、余辉发射光谱和余辉衰减曲线及热释发光等测试手段对其进行了表征分析。结果表明,CaAlSiN_3∶Eu^(2+)具有主峰位于630 nm的明显的红色长余辉发光;共掺杂Tm^(3+)离子的引入,产生了654和800 nm的荧光和余辉,同时,Tm^(3+)的共掺,使CaAlSiN_3∶0.1%Eu^(2+),Tm^(3+)样品位于89.0℃热释光峰位消失,表明Tm^(3+)共掺杂改变了CaAlSiN_3∶Eu^(2+)荧光粉中的陷阱能级及其分布,从而减弱了CaAlSiN_3∶Eu^(2+)的630 nm红色可见光部分余辉发光性能。

LED绿光补光对黄瓜和番茄幼苗生长的影响

光是影响植物生长发育的基本因素之一。由于设施遮光和不良天气条件等影响，蔬菜幼苗生长阶段常因遭遇不适宜光环境而导致生长发育不良和质量下降。

材料物理课堂教学与实验教学改革初探

材料物理是"材料科学与工程"学科的二级学科,是一门能为各种高新技术材料发展提供科学依据的非常重要的应用基础学科,是理工融合的学科。该课程理论性强、概念繁多抽象、学习难度大,根据个人多年教学经验从如何激发学习兴趣,提高学习效果,理论与实践互相补充,教学与科研互相促进等方面对材料物理课程的课堂教学及实践教学进行了一些探讨,以此推动本门课程的教学效果,提高人才培养质量。

CaAlSiN3∶Eu^2＋荧光粉掺杂PC透光罩的制备及其在植物灯中的应用

为了实现传统白光LED光源与植物照明用光源之间的快速转换,采用高温熔融造粒的方式制备了不同质量分数CaAlSiN_3∶Eu^(2+)(CASN∶Eu^(2+))掺杂的荧光聚碳酸酯(PC)透光罩,并进行了结构和光学分析。制备了荧光PC透光罩配备的T8型LED灯管,测试了其EL光谱、相关光学性质以及对于生菜的种植效果。结果表明,CASN∶Eu^(2+)荧光粉在掺杂过程中性质稳定,该灯管随着配备的透光罩的荧光粉掺杂浓度的提高,相对应的WLED的色坐标从(0.3272,0.3467)变化到(0.3895,0.3824),色温从5757K下降到3807K,显色指数从70.3上升到77.6,但光效略有减弱。配备了荧光粉质量分数为4‰透光罩的T8型白光LED灯管的光质更适合生菜生长。

SiO_2包覆CaAl_(12)O_(19)∶Mn^(4+)荧光粉的温度特性

采用溶胶-凝胶法制备无定型Si O2包覆Ca Al12O19∶Mn4+荧光粉,对样品进行XRD、TEM-EDS、FTIR以及发光性能分析。实验结果显示,包覆后样品的XRD图在22°左右出现了一个无定型二氧化硅特征宽峰,且随着Si O2包覆量的增加,该衍射峰的强度增强;FTIR分析发现样品包覆后存在明显的Si-O-Si键。Si O2包覆后Ca Al12O19∶Mn4+样品的激发和发射光谱峰值强度有所减弱;当包覆比为10%时,所制备样品的光辐照稳定性显著提高。通过对样品80~400 K变温光谱的分析表明,其发射光强度显现先增强后减弱的变化规律;与空白样品相比,二氧化硅包覆后的样品具有更高的热激活能。

碳点-纤维素复合红色发光材料制备及性能

白光LED器件作为新一代绿色固态照明光源,已广泛应用于照明、液晶背光等领域,也与智能照明、物联网技术等高新科技产业密切相关。常用的蓝光芯片复合黄光YAG∶Ce^(3+)(Y 3Al 5O 12∶Ce^(3+))荧光粉的白光器件由于缺少红色光谱的成分,导致器件光谱较窄,显色指数较低,色温偏高。因此,红色荧光粉对改善白光LED的光色品质起到了重要作用。本文首先制备了红色碳点(量子效率28%),通过把红色碳点与纤维素复合,制备了红色荧光粉(量子效率为18%)。该红色荧光粉与黄光YAG∶Ce^(3+)荧光粉混合,封装得到暖白光。结果表明,相较于只有黄光YAG∶Ce^(3+)荧光粉封装的LED,红色荧光粉掺杂之后,在460 nm蓝光芯片的激发下,白光LED的色坐标由(0.30,0.33)变化到(0.33,0.35),色温从7396 K下降到5714 K,显色指数从78.2升高到82.9,实现了由色温高、显示指数低的冷白光向色温低、显色指数高的暖白光的调节。

稀土化学中课程思政教育的探索与实践

近年来,课程思政成为教育教学研究改革方面的一个热点问题。然而,理工科课程中关于思政方面的相关内容相对较少。本文介绍稀土化学教学过程中课程思政的探索与实践,巧妙恰当地以稀土化学领域的优秀科学家、稀土资源的开发与进展、稀土的广泛应用为典例,将知识传授与思想政治有机融合,在课程知识传授过程中取得思政育人的效果,从而全面提高学生综合素质。

光合有效辐射日总量(DLI)对植物生长发育的影响

光合有效辐射日总量(Daily light integral,DLI)是指一天中用于植物光合作用的光能总量。就DLI对植物生长发育的影响展开讨论,总结其对植物种子萌发、植物营养生长和生殖生长阶段的影响,以期为生产上设置合适的DLI提供借鉴和指导。弱光条件下提高DLI,可以促进植物的生长发育:种子萌发阶段,需光种子萌发率与DLI呈正相关;营养生长阶段,适当提高DLI,可以促进根系和地上部的生长,提高生物量的积累;生殖生长阶段,提高DLI可以促进植物的花芽分化,提高果实产量和品质。

碳点及其在无机材料中多种功能的应用

碳点(CDs)与无机材料结合可能改善两者的性能甚至出现新性能。本文重点介绍CDs以下三种性能在无机材料中的应用:利用CDs的发光性能,可将CDs与无机材料结合用于照明、防伪等;利用CDs的紫外吸收性能,可将其与无机材料结合用作紫外屏蔽剂;利用CDs的化学性能可调控无机材料的结构或增强无机材料的性能。最后,展望了CDs在无机材料中的多功能应用,以期为无机材料的创新性发展做出贡献。