兰州大学研发出新型深红发光材料

近日，兰州大学材料与能源学院王育华教授研究团队成功研发出新型深红发光材料，并制备出CLA-2xM-zS红色荧光粉。此研究攻克了植物生长用发光材料稳定性差、红光发射效率低等关键技术难题。该成果为室内农业提质增效提供了创新解决方案，相关研究发表于《先进材料》。

随着人口增长和气候变化，室内种植成为重要的粮食来源。然而，传统LED照明和水培系统成本高昂，限制了规模化应用。现有的光转换薄膜材料普遍存在对植物生长所需的浅蓝光吸收过度、红光发射效率不足等问题，从而导致植物生长效率受限。

“因此，迫切需要开发出具备高量子效率且能在绿光激发下发光的红色荧光粉，以应用于光转换膜，从而更有效地促进植物生长。”王育华介绍。

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Ca1-zSrzLi1-xMg2xAl3-xN4:yEu2+转光膜促进植物生长的应用。

研究发现，原CaLiAl3N4(CLA)结构存在不稳定性，其中的LiN4四面体键角小于90°是导致其结构不稳定的主要因素。研究团队创新性地采用化学单元共取代策略，以镁-镁单元取代锂-铝单元来增大四面体体积，从而增大键角，增强结构的稳定性。

基于此研究成果，团队成功制备出了CLA-2xM-zS粉末样品，其在蓝绿光范围内均可被有效激发，并发射出深红色的光。实验表明，基于该材料制备的光转换膜的光密度较PP膜提升20%，较无光转换膜的对照组提升97.5%，其发射光谱与叶绿素吸收峰高度匹配，可将植物利用率低的绿光高效转化为促进生长的深红光。

“该材料具有优异的发光强度、化学稳定性和高量子效率，在促进植物生长方面具有巨大潜力。”王育华表示，此研究为室内农业的可持续发展提供了重要技术支撑。