ФОТОКОНВЕРСИОННЫЕ ФТОРПОЛИМЕРНЫЕ ПЛЕНКИ И ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ЗАКРЫТЫХ ГРУНТОВ Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

ВКВО-2019- МЕДИЦИНСКАЯ ФОТОНИКА И АГРОФОТОНИКА

DOI 10.24412/2308-6920-2021-6-240

ФОТОКОНВЕРСИОННЫЕ ФТОРПОЛИМЕРНЫЕ ПЛЕНКИ И ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ЗАКРЫТЫХ ГРУНТОВ

Гудков С.В. , Симакин А.В., Асташев М.Е., Баймлер И.В., Шкирин А.В., Бункин Н.Ф., Бурмистров Д.Е., Иванюк В.В., Яныкин Д.В.

Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, г.Москва

*E-mail: [email protected]

Известно, что для получения энергии в процессе фотосинтеза растения используют преимущественно кванты красной и сине-фиолетовой части спектра. Большая часть нашей страны находится в зоне рискованного земледелия, что определяется, в том числе, и режимом инсоляции. Для многих культур, выращиваемых условиях закрытого грунта в зоне рискованного земледелия, среднесуточной интенсивности красной и сине-фиолетовой части спектра обычно хватает только в ясные летние дни. Проблему недостаточной освещенности в теплицах обычно решают с помощью источников искусственного света, так называемой «досветки». В данном проекте предполагается создание научных основ и технологии изготовления полимерного фотоконверсионного покрытия для теплиц, парников и т.д. Покрытие производит фотоконверсию УФ-излучения в сине-фиолетовый свет, а зеленого и желтого света в красный свет. Задача по созданию фотоконверсионных полимерных покрытий стоит давно. Первые покрытия содержали в своем составе органические флуорофоры, основной проблемой таких покрытий было быстрое выгорание флуорофора. Позднее в качестве люминофоров начали использовать редкоземельные металлы и их соединения, часто европия. Частично решалась проблема стабильности, однако квантовый выход был невелик. На современном этапе используют квантовые точки, популярными являются пары кадмий-селен, цинк-сера и т.д. В данном исследовании мы используем наночастицы золота легированные редкоземельными металлами совместно с квантовыми точками. Наночастицы способны эффективно конвертировать УФ-излучение, часть зеленого и желтого света в синий свети красный свет необходимый растениям. Такие частицы малотоксичны и довольно стабильны. В докладе будут детально рассматриваться физико-химические характеристики наночастиц. Нами разработана технология включения наночастиц в биоинертные паронепроницаемые фторполимерные матрицы без изменений и модификаций, причем благодаря разработанному нами экспериментальному приему наночастицы могут образовывать в фторполимерном покрытии агрегаты в виде цепочек состоящих из единичных частиц (похоже на «бусы»). Такие агрегаты в модельных экспериментах позволяют увеличивать люминесцентный выход. В докладе будут детально рассматриваться физико-химические характеристики фторполимерных покрытий содержащих наночастицы. С помощью искусственных источников освещения моделирующих солнечный свет проведены первичные испытания фотоконверсионных полимерных покрытий. Показано, что при освещении модельным солнечным светом через фотоконверсионное полимерное покрытие наблюдается заметное увеличение накопления биомассы растений. Установлено, что это связано с более эффективной работой фотосинтетического аппарата.

Работа выполнена в рамках проекта создания и развития научного центра мирового уровня «Фотоника» (проект 075-15-2020-912).

240 №6 2021 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2021» [email protected]