北海道大学研究生院工学研究院教授长谷川靖哉、该大学创成研究机构化学反应创成研究据点（WPI-ICReDD）特任助教庄司淳、该大学研究生院农学研究院教授铃木卓、讲师斋藤秀之等人组成的研究团队，全球首次成功研发出了一种新型光波长转换材料，将其涂布在透明薄膜上后，并证实使用该薄膜对植物生长具有促进效果。
使用不同得薄膜，落叶松生长情况的比较。右为光波长转换薄膜。左为普通农业薄膜。（供图：北海道大学）
植物的生长需要光，红光是叶绿素吸收的可有效利用的光。另一方面，已知紫外线会对多种生物造成伤害。因此，将太阳光中的紫外线转换为红光的光波长转换材料，作为一种提升植物生产的技术而受到关注。
研究团队此前一直在研发强发光性稀土络合物。其中，铕络合物在可见范围内不吸收光，只吸收紫外线，能高效地转换为红光，因此研究团队认为其可用作植物生产的光波长转换材料，由此研发出了涂有铕络合物的透明光波长转换薄膜，并用其培育了蔬菜和树木。
光波长转换薄膜是将发光铕络合物Eu（hfa）3（TPPO）2与透明剂TDMPPO混合制成的。将该混合溶液涂布在市售的农业薄膜上，可轻松实现薄膜化。该薄膜具有不遮挡可见光的透明性，在紫外线照射下会发出强烈红光，所以能将太阳光的紫外线转换为红光。研究团队将该光波长转换薄膜用于培育蔬菜（瑞士甜菜）和树木（落叶松）。
在日照时间较短的冬季，水培的瑞士甜菜在光波长转换薄膜下，生长表现出显著差异。经过约60天的培育，瑞士甜菜高度达普通农业薄膜的1.2倍，重量达1.4倍。
落叶松的培育在光波长转换薄膜下也表现出显著差异，确认苗高增长1.2倍，重量增加1.4倍。生长促进效果相当于缩短了一年育苗期。
虽然此前已有使用光波长转换材料培育植物的研究，但使用涂布型光波长转换材料，并证实确实能够促进蔬菜和树木生长尚属全球首次。
庄司特任助教表示：“进行光合作用的不仅有蔬菜和树木，还有花、谷物、细菌和藻类等多种多样的生物，根据其种类和生长过程的不同，所需的光波长也会发生变化。结合光合作用生物的生长培育，研发兼顾光波长平衡的发光材料，也是未来研究的重点。此外，此次是在塑料大棚内进行植物培育的，将来或许能实现在紫外线更强的宇宙环境下发展农业的梦想。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志：Scientific Reports
论文：Plant growth acceleration using a transparent Eu3+-painted UV-to-red conversion film
DOI：10.1038/s41598-022-21427-6
