量子点作为植物光源材料的实际效果的探究

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量子点在生物成像中的应用研究

量子点在生物成像中的应用研究

量子点在生物成像中的应用研究量子点是由于量子限制效应而产生的半导体纳米晶体,大小在1纳米到10纳米之间,具有优异的光学性能和物理性能。

近年来,作为一种新型的荧光材料,量子点被广泛应用于生物成像领域。

其在成像深度、时间分辨率、检测灵敏度等方面具有优势,下面我们来一起看看量子点在生物成像中的应用研究。

一、量子点在生物成像中的应用1、荧光成像量子点的荧光发射峰比有机荧光染料更窄,且抗光变色性好,因此在生物成像中,常用于荧光研究。

过去,生物荧光成像主要利用非生物发光源,如荧光显微镜或闪光灯,但这种成像方式存在照射伤害、荧光衰减等问题。

而利用量子点发光特性进行荧光成像,因光致荧光产率高、光稳定性好而得到广泛应用。

而且单个量子点的荧光发射光谱特征独一无二,可以根据不同的激发波长特异性地标记物质,可以实现分子相互作用的动态观察和定量探究。

2、磁共振成像磁共振成像是近年来被广泛应用于医疗领域的影像技术。

利用磁共振成像可以扫描人体内部各个结构,不无创伤且分辨率高。

但其缺点是无法利用已知的方式来选择特定的结构来扫描,因而会按照一定的过程扫描全部区域,消耗时间较长。

利用量子点可以将MRI技术的分子靶向性、光学探针的生物发光等组合起来,导致新的思路被提出:量子点标记磁共振成像。

利用这种方法,可以选择性地将特定的量子点标记为靶标生物标记,并在尽可能短的时间内将与标记物有关的成像数据提取出来。

二、量子点在生物成像中的研究进展1、量子点作为生物标记物量子点在生物成像中作为标记物常用于荧光成像。

其主要优点在于,与传统的无机晶体荧光染料相比,他们发射光谱更窄,抗光照和光损伤性能更好。

同时,由于量子点荧光发射峰相对固定不变,具有较好的光学性质,可以根据标记物质浓度和及时性来提高标记效果。

2、发展量子点荧光标记技术量子点荧光标记技术是目前生物成像领域研究的关键。

在标记成像的时候,标记的分子量、大小和被观察的分子的存在状态等都是制约其在生物成像区域的应用的重要因素。

量子点的应用及研究进展

量子点的应用及研究进展

量子点的应用及研究进展量子点是一种具有特殊性质的纳米材料,由数十至数百个原子组成,呈现出一维、二维或三维结构。

由于其微小的尺寸和量子效应的存在,量子点具有独特的光学、电学和磁学性质,因此在许多领域中有广泛的应用。

以下是关于量子点应用及研究进展的基本介绍。

1.光学应用:量子点可被用作照明技术领域的荧光材料,可以制造出更高效的发光二极管(LED)和荧光板。

由于其可以调控颜色和发光强度的能力,量子点在显示技术中被广泛应用,如高分辨率显示器和电视显示屏等。

此外,量子点还可以用于生物荧光成像、生物传感和生物荧光标记等领域。

2.光电子学应用:量子点具有窄带隙和较高的电子迁移率特性,这使得它们成为高效能量转换材料的理想选择。

量子点太阳能电池具有高吸收效率和较低成本,已成为新型能源技术的研究热点。

此外,量子点还可用于光电子器件,如激光器、光纤通信和光传感器等领域。

3.生物医学应用:量子点在生物医学领域中有广阔的应用前景。

由于其优异的光学性质,量子点可用于生物成像,如荧光标记和生物分子探测等。

此外,量子点还可以用于药物递送系统和癌症治疗,通过调控量子点的表面性质和功能,可以实现精确、高效的药物释放和靶向治疗。

4.传感器应用:量子点作为高灵敏度和高选择性的传感器,被应用于环境监测、食品安全和生物传感等领域。

例如,量子点可以用于检测重金属离子、有机污染物和生物分子等,具有快速响应和高灵敏度。

尽管量子点在各个领域有广泛的应用前景,但目前仍存在一些挑战需要克服。

例如,量子点的合成方法和表面修饰技术需要进一步改进,以提高材料的稳定性和可控性。

此外,量子点的生物相容性和生物安全性等问题也需要重视。

总体而言,量子点的应用及研究进展正在迅速发展,各个领域都在探索量子点材料的新应用。

通过不断地研究和创新,相信量子点将在未来为我们开创更多的科技突破。

光电器件中的量子点研究及其应用分析

光电器件中的量子点研究及其应用分析

光电器件中的量子点研究及其应用分析光电器件是指能够将光能转化为电能的器件,与人们的日常生活密切相关。

其中,量子点是一种非常有前途的材料,其在光电器件中的研究和应用得到了越来越多的关注。

一、量子点的概念与特性1.1 量子点的定义量子点是一种纳米级别的半导体材料,它具有特殊的物理结构和电子能带结构。

由于其非常小,通常是0.1-10纳米之间,因此具有许多独特的性质和应用潜力。

1.2 量子点的特性量子点在光学、电学、磁学等方面具有非常独特的性质,主要包括:(1)尺寸效应:量子点最显著的特性就是其尺寸远小于电子运动的布拉格波长,因此产生了电子的限制和禁带宽度的变窄。

(2)禁带色移:由于量子点的尺寸变小,其禁带的能级被压缩到更高的能量,导致量子点发射的光子波长比体材料更短,产生蓝移,即禁带色移。

(3)光致发光:量子点受到光的激发后能够较短时间内快速退激发并产生较亮的发光。

(4)透明度:由于量子点具有非常小的体积,因此使用时不会影响光学透明度。

二、量子点在光电器件中的应用2.1 LED量子点LED,简称QLED,是一种新型的LED光源,是用半导体量子点取代了传统的荧光粉材料,形成溶胶法和薄膜法两种制备方法。

它可以实现黄光谱到蓝光谱的宽波长,同时还具有较高的亮度和较低的功耗,因此在照明和显示领域有着广泛的应用。

2.2 光电转换器件量子点材料具有带隙能量的可控性,可以控制其带隙能量来实现波长选择,做成特定波长的太阳能电池器件。

由于量子点色散度低、吸收光谱宽,所以用于太阳能电池的薄膜转换层上具有潜在的应用前景。

2.3 生物医学应用量子点可以被标记在生物分子和细胞表面,发挥生物成像、检测等方面的作用。

例如,使用具有荧光的量子点作为成像材料,可以在体内高清晰度地观察分子和细胞结构的变化。

因此,量子点在生物医学领域具有广泛的应用前景。

三、量子点研究的现状和发展趋势随着科学技术的不断发展,量子点的研究和应用越来越受到关注。

量子点材料的研究与应用前景

量子点材料的研究与应用前景

量子点材料的研究与应用前景量子点材料是一种新型的半导体材料,由于其在光电子学、光催化、能源储存等领域具有独特优势,因此越来越受到人们的关注和重视。

本文将从量子点材料的概念、研究进展和应用前景三方面进行论述。

概念量子点材料是在纳米尺度下制备的半导体材料,其大小通常在1-10纳米之间,大小与电子波长相当。

具有较高的表面积与界面能,以及较高的量子效率和光学性质。

量子点材料也具有可控合成、可调控性强、耐高温、光稳定、易于表面修饰等优点。

研究进展在量子点材料的研究方面,国内外的研究者们已经进行了大量的实验和理论研究,有了突破性的进展。

如果从材料的种类来看,目前量子点材料主要有半导体量子点、金属量子点和碳量子点等。

半导体量子点可以发出强烈的荧光,并具有较高的量子效率。

碳量子点具有高稳定性、低毒性、易降解性和便于表面矫正的优点,应用较为广泛。

如果从应用方面来看,在光电子学、光催化、能源储存等领域也有了不同程度的应用。

在光电子学领域,量子点材料可以用于制备高效率的电池和太阳能电池。

近年来,人们利用半导体量子点、金属量子点等材料来制备新型的发光二极管,以此来制备能效高、发光高亮度且颜色稳定的固态照明光源,替代传统白炽灯和荧光灯。

在光催化领域,量子点材料可以提高光催化剂的活性和稳定性,利用光的性质可以使其协同反应,使材料的分解速率更快、效率更高。

这种材料可应用于水污染的治理和废气的处理等领域。

在能源储存领域,量子点材料可以用于太阳能电池电极表面修饰,从而提高太阳光的吸收效率,提高电池的输出功率。

同时,量子点材料的形成与生长也与储能器件结构的性能有着密切的关系。

研究人员在分析储能材料的过程中,也对量子点的合成、结晶、表面化学、自组装、生长与阻挡材料等方面进行了研究,发现了这些微观因素对储能器性能的影响,推动了储能材料的性能提高。

应用前景在未来,量子点材料将有着广阔的应用前景,具有很大的发展潜力。

根据不同的应用领域,量子点材料也会有不同的研究方向和重点。

量子点材料的合成与应用研究

量子点材料的合成与应用研究

量子点材料的合成与应用研究量子点材料的合成与应用研究摘要:量子点材料是一种尺寸范围在纳米级别的半导体材料,具有独特的光电性能和磁学性质。

本文综述了量子点材料的合成方法,包括溶液法、气相法和固相法,并重点介绍了绿色合成方法的最新进展。

在应用方面,我们探讨了量子点材料在光电器件、生物医学和能源领域的应用,包括光伏电池、发光二极管、生物标记和太阳能催化剂等。

本文最后总结了当前量子点材料研究的挑战和未来发展方向。

关键词:量子点材料、合成方法、应用、光电器件、生物医学、能源1. 引言随着纳米科技的发展,半导体量子点材料作为一种具有特殊物理性质的纳米材料受到了广泛关注。

量子点材料的尺寸在纳米级别,通常为3-10纳米,同时具有三维结构的局域化电子态,使得其光学和电学性质与体相材料有较大的不同。

量子点材料在光电器件、生物医学和能源等领域具有巨大的应用潜力。

本文将综述量子点材料的合成方法和应用研究进展,并展望其未来的发展方向。

2. 量子点材料的合成方法量子点材料的合成方法主要包括溶液法、气相法和固相法。

溶液法合成量子点材料是最常用的方法之一。

它通过控制反应溶液中的离子浓度和温度来控制量子点的粒径和形状,具有简单、低成本以及对于大面积生产的优势。

溶液法合成的量子点材料可以通过调整反应条件来控制其荧光性能,例如荧光强度和发射波长。

气相法合成量子点材料主要包括热蒸发法和气相沉积法,它们通常需要高温和高真空的条件。

这些方法可以获得高纯度和尺寸单一的量子点材料,但其生产过程较为复杂且成本较高。

固相法是合成量子点材料的另一种常见方法,它通过固相反应在固体基底上合成量子点材料。

这种方法可以获得大规模生产的量子点材料,并且生产过程相对简单。

此外,还有一些绿色合成方法被用于制备量子点材料。

例如,植物提取物和微生物可以用作合成量子点的生物模板。

这些方法不仅具有环保性,还可以调控量子点的形貌和性能。

3. 量子点材料的应用量子点材料在光电器件、生物医学和能源领域有广泛应用。

利用量子点和量子点复合物提高光电能量转化效率

利用量子点和量子点复合物提高光电能量转化效率

利用量子点和量子点复合物提高光电能量转化效率光电能量转化效率是我们探索新能源的关键所在,量子点和量子点复合物作为一种重要的材料,被广泛应用于光电能量转化方面。

利用这些材料可以提高光电能量转化效率,本文将深入探讨这些材料的特点和应用。

一、什么是量子点和量子点复合物?量子点是一种特殊的半导体材料,具有很强的量子效应。

它们的大小在纳米级别,因此可以显示出许多与它们的大尺寸同类不同的物理性质。

量子点复合物是一种由不同材料的量子点组成的复合物,能够进一步提高光电能量转化效率,这些材料的应用广泛,可以用于太阳能电池、LED灯和生物成像等领域。

二、量子点和量子点复合物的特点1. 显著的量子效应量子点的大小与其所占据的能级波长相当,使其具有特殊的光学性能和电学性能,并且具有显著的量子效应,例如量子点的带状结构可以使电子几乎不受外界影响而移动。

这种结构也可以改变电子带隙使光谱发生红移。

2. 发光性能优越量子点和量子点复合物具有优越的光谱特性,这是由它们的结构决定的。

针对不同波长和颜色的光源,可以选择合适的量子点或量子点复合物,从而适应不同的应用场景。

3. 与其他材料形成优异界面量子点和量子点复合物易于形成大面积的均匀薄膜,这些薄膜可以与不同的材料形成高品质的界面,从而形成两种材料之间的关键链接点。

三、量子点和量子点复合物的应用1. 太阳能电池太阳能电池需要将光能转换为电能,量子点和量子点复合物可以吸收更广泛的光谱区域内的光并产生电子-空穴对,从而促进电子传输和能量转换,提高太阳能电池的转换效率。

2. LED灯LED灯是一种最常见的照明方式,利用不同的半导体材料来产生不同的颜色和波长。

量子点和量子点复合物可以用作LED材料,可以根据需要制备不同颜色的LED灯。

3. 生物成像在荧光成像方面,量子点和其复合物的特性:高亮度、长寿命以及窄的发射光谱被广泛用于生物成像应用,例如生物标记、荧光显微成像等。

四、如何提高光电能量转化效率?在利用量子点和量子点复合物提高光电能量转化效率的过程中,下面一些关键点需要注意。

量子点在生物成像中的应用研究

量子点在生物成像中的应用研究

量子点在生物成像中的应用研究在现代生物医学领域,对细胞和生物分子的可视化和监测是理解生命过程、诊断疾病以及开发新疗法的关键。

随着科学技术的不断进步,量子点作为一种新型的纳米材料,因其独特的光学特性,在生物成像领域展现出了巨大的应用潜力。

量子点,顾名思义,是一种尺寸在纳米级别的半导体晶体。

它们通常由少量的原子组成,其尺寸和组成决定了它们的光学和电学性质。

与传统的有机荧光染料相比,量子点具有许多显著的优势。

首先,量子点具有非常窄且对称的发射光谱。

这意味着它们能够发出颜色纯度极高的光,使得在生物成像中可以更清晰地区分不同标记的目标。

例如,当我们需要同时观察多种生物分子时,使用不同尺寸的量子点可以获得不同颜色的荧光信号,且这些信号之间几乎没有重叠,大大提高了成像的分辨率和准确性。

其次,量子点的光稳定性极高。

在长时间的光照下,传统的荧光染料往往会发生光漂白现象,导致荧光强度迅速减弱甚至消失。

而量子点则能够承受长时间的连续激发,保持稳定的荧光输出,这对于需要长时间观察生物过程的实验来说至关重要。

此外,量子点的激发光谱范围很宽。

这意味着它们可以被多种波长的光激发,从而为实验提供了更多的选择和灵活性。

而且,通过调整量子点的尺寸和组成,可以精确地控制其发射光谱的波长,从可见光到近红外区域都能够实现。

基于以上这些优异的特性,量子点在生物成像中有着广泛的应用。

在细胞成像方面,量子点可以被特异性地标记到细胞表面的受体、细胞器或者细胞内的蛋白质上。

通过荧光显微镜观察,我们能够实时追踪细胞的运动、分裂和凋亡等过程。

例如,研究人员使用量子点标记了癌细胞表面的特定受体,成功地观察到了癌细胞与药物的相互作用以及药物在细胞内的分布情况,为癌症治疗的研究提供了重要的依据。

在生物分子检测方面,量子点可以与抗体、核酸等生物分子结合,形成具有特异性识别能力的探针。

这些探针能够高灵敏度地检测到目标生物分子的存在和浓度变化。

比如,利用量子点标记的核酸探针,可以快速准确地检测出病毒的基因序列,为疾病的早期诊断提供了有力的工具。

使用量子点进行发光实验的教程与技巧

使用量子点进行发光实验的教程与技巧

使用量子点进行发光实验的教程与技巧量子点是一种微小的、半导体材料制成的人工结构,具有独特的光电性能。

它们可以发射出鲜艳、高纯度的光,并且在光电转换方面具有出色的性能。

在本篇文章中,我们将介绍使用量子点进行发光实验的教程与技巧,帮助读者了解如何利用量子点进行实验,并提供一些实用的技巧。

一、材料准备在进行量子点实验之前,首先需要准备好以下材料:1. 量子点溶液:可以通过购买或自行合成得到。

2. 适当大小的容器:用于容纳量子点溶液。

3. 激发光源:例如激光或LED灯,用于激发量子点的发光。

4. 光学显微镜:用于观察量子点在实验中的发光效果。

二、实验步骤下面是使用量子点进行发光实验的基本步骤:1. 将量子点溶液倒入容器中,注意不要将量子点溶液接触到空气中,以免影响其性能。

2. 使用激发光源照射量子点溶液,激发量子点开始发光。

可以调整激发光源的波长和强度以获得所需的发光效果。

3. 使用光学显微镜观察量子点在实验中的发光效果。

可以调整显微镜的放大倍数和对焦来观察量子点的微观结构和发光行为。

三、实验技巧在使用量子点进行发光实验时,有一些技巧可以帮助我们得到更好的实验结果:1. 温度控制:量子点的发光性能受到温度的影响。

一般来说,较低的温度有助于提高量子点的发光效果,因此在实验过程中可以尝试降低温度。

2. 光谱分析:可以使用光谱仪或分光光度计对量子点的发光进行精确的光谱分析。

这有助于了解量子点的发光波长范围和峰值,并进行更精确的实验设计。

3. 聚焦调整:合适的聚焦可以提高显微镜观察的清晰度,有助于观察到更细节的量子点发光现象。

在实验中,我们可以反复调整聚焦来获得更好的观察效果。

四、应用展望量子点的发光性能使其在很多领域有着广泛的应用展望。

以下是一些可能的应用领域:1. 显示技术:量子点可以用于显示屏和显示装置中,提供更鲜艳、更高对比度的色彩效果。

2. 光电器件:基于量子点的光电器件可以在光伏发电、传感技术等领域发挥作用,具有更高的能量转换效率和灵敏度。

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量子点作为植物光源材料的实际效果的探究摘要在一场关于荧光量子点实际应用问题的报告会上了解到量子点材料可代替原有荧光粉作为植物光源材料对植物进行补光照射,从而使植物的生长周期大大缩短。

所以荧光量子点植物光源的补光效率是远优于荧光粉植物光源的,具有极高的推广价值。

这激起了本人探究荧光量子点植物光源应用价值的兴趣。

本课题首先制备新型量子点荧光材料,据此制备新型高效植物光源,并观察其对植物生长情况的影响。

试验中,课题组采取了对照实验的方法,将量子点、荧光粉分别作为植物光源材料,对两盆完全相同的大叶荆芥进行为期20天的补光照射。

在照射期间,本人每间隔2天就对两盆植株就植株叶片长度、宽度以及植株株高进行详细的测量,在记录数据后绘制图表进行对比。

实验过程中,本人还使用了最初始的LED蓝光光源同样对另一盆植株进行照射。

结果表明,荧光量子点植物光源对植物早期生长的促进作用优于荧光粉植物光源,但优势并不明显。

又因为量子点价格高昂且具有较强的环境污染性,故此不建议于现阶段大面积推广应用。

关键词:植物光源荧光材料荧光量子点 LED一、引言目前,为缓解我国农产品市场压力,人工补光照射已作为一种实用有效的方法被广泛的采用于我国各大植物培育工厂中。

由于620nm以上的红光在植物生长过程中所起到的促进作用是非常明显的,因此国内外许多专家学者们对于如何才能更好的将其他波长的光波转化为红橙光进行了多方面的研究。

传统的广播转化材料,即植物光源材料通常为红色荧光粉材料。

然而前不久,本人于一场报告会上得知可以使用新型的荧光量子点材料作为植物光源材料,替代红色荧光粉,对光波进行转化。

由于相较于传统的荧光粉,量子点具有一系列的优势,因此许多人认为量子点可在人工培育植物的过程中大范围推广。

对此本人略有质疑。

因为据调查,量子点所需的合成材料多为剧毒物质,那么关于量子点是否真的具有推广意义,本人设计了此次实验进行调查研究。

二、植物光源现况现阶段,对植物进行补光照射的主要途径为传统的荧光粉LED植物灯源,然而以荧光粉作为补光灯源存在着转化效率低、耗能高等缺点。

由此,国内外许多学者将目光投向了新型的荧光材料。

在众多新型荧光材料中,量子点具有独特的结构和光电性能,尺寸和形貌可以通过反应时间、温度和配体的选择等来精确控制,而且对光波的转化效率较高,因而受到人们的青睐。

为检验量子点植物光源是否确实具有着比LED植物光源更好的照射效果,本人设计了本次实验进行验证。

三、量子点材料的合成本次课题所采用的合成方法为有机向量子点合成硒化镉/硫化镉(CdSe/CdS)核壳结构量子点,并将其作为发光材料。

3.1制备过程本实验中以正十二硫醇(DDT)为硫源,油酸镉(Cd(OA)为镉源进行2反应。

其中,硫源为镉源的1.2倍(DDT易挥发,因而为保证硫源充足,DDT 需略过量),每小时生成的CdS为CdSe 的2倍,并分别置于注射器(20ml)中。

其中,经过换算若硫源为镉源的1.2倍,则油酸镉每小时需滴加2mL,而DDT每小时仅需滴加0.288mL,因此DDT相对油酸镉体积较小。

而使用注射泵进行注射时,两注射器中溶液的体积必须相等,故而需要在装有DDT的注射器中添加ODE以保持两支注射器中溶液量持平,而ODE仅作为溶剂使用,并不会对实验造成影响。

所以在反应过程中还需要每小时滴加1.712mL的ODE。

开始实验前,先使用正己烷与丙酮对三颈烧瓶和干燥管进行清洗。

之后将0.4mmolCdSe、40mlODE(十八烯)加入100ml三颈烧瓶,并同时放入一颗量子点拌子,在150℃抽真空0.5h,并且每间隔10分钟向三颈烧瓶中通入氮气清洗溶液随。

停止抽真空后,继续通入氮气并加热。

当烧瓶里溶液温度达到230℃时,启动注射泵,开始向烧瓶里持续滴加两支注射器中的溶液15h,同时继续加热至280℃保持恒温。

在反应时间为1h、3h、6h、9h、12h、15h 时对反应溶液进行取样,观察产物的变化。

当注射器中的溶液刚开始加入烧瓶中时,烧瓶内生成大量雾气,12分钟后雾气逐渐消失。

实验反应期间,溶液颜色变化如下表:表1 反应过程中三颈烧瓶内反应物的颜色变化(注:其中9h、12h、15h的实验样品由于波长均在620mm~630mm之间,因此肉眼观察均显红色,其细微差异肉眼无法分辨。

)3.2产物处理反应得到的实验最终产物需经过萃取,将无用部分滤除后才可反应产物。

首先将得到的溶液移至分液漏斗中,之后向分液漏斗中添加甲醇(产物中未反应的部分溶于甲醇),发现分液漏斗中产生分层现象,下层橙红色物质即为所需产物。

然而上层清液中仍残留有少量实验产物,因此需对分液漏斗进行加热,以此加快溶液分离。

为保证反应所得到的产物被完全萃取,则上述分液过程需多次重复,而每次加热时间为20~30分钟左右。

每次加热之后,都需将下层橙红色产物放入离心机中,并观察离心后的溶液是否仍残留有透明胶状液体。

步骤需重复直至产物中无法观察到透明胶状液体方可结束。

此处列举一些量子点的表征数据:表2 量子点部分表征数据图3 量子点的电镜观察结构图4 量子点电镜扫描下的元素分布(铝掺杂)3.3LED灯的装配萃取出的实验最终产物需在真空60℃的条件下烘干变为固体后才可使用。

将产物从离心管中小心转移至研钵中,仔细研磨至固体产物完全变为粉状,并用电子天平从中称取500mg。

之后再称取LED专用胶5000mg,将其完全倒入研钵中,并混合均匀充分。

然后称取1000mg固化剂,同样加入研钵混合。

用注射器(1ml)将研钵中均匀混合后的混合物均匀涂抹于LED灯玻璃表面,利用流平作用使其充分覆盖。

之后将玻璃放入真空干燥箱中先抽真空,使混合物中的气泡消失,而后在150℃的高温环境下加热2h,使玻璃表面的胶质充分固化。

四、植物光源实际照射效果实验选用了CdSe/CdS荧光量子点作为实验材料,大叶荆芥作为实验用植株。

在8月29日将大叶荆芥种下后,于9月2日,其第一株幼苗长出,因此实验数据有9月2日起开始进行记录。

由于每盆中各株幼苗的出芽时间时间均有所差异,而各盆中的同批次幼苗的出芽时间则大致相同,因此课题组将三花盆中同批次长成的幼苗分别编为1号、2号以及3号。

在实验期间,课题组将红色荧光量子点植物灯,红色荧光粉植物灯以及LED 蓝光植物灯分别悬挂于三盆植株上方,从7:30其对其进行时长3h的灯光补光照射,直至10:30结束。

自9月2日开始一直到9月20日,课题组进行了时长19天的实验数据记录。

由于在最后两次的数据统计中课题组发现,9月18日与9月20日的数据已无差异,因此课题组猜测植物光源对于此阶段的植物的生长促进效果已极不明显,所以本人决定停止实验。

通过数据的处理,课题组得到了关于三盆植物株高、每组叶片宽度以及叶片长度生长量的数张图表,且每张图表均有对应三种灯源的曲线。

其数据统计图表如下图所示:4.1实验数据的分析观察课题组处理过数据后所得到的图像,课题组可以得到如下结论:i.观察其生长折线图的斜率变化课题组可以得到:在植物生长的前期,红光植物光源对于植物的生长促进的效果是极为明显的,然而在中后期阶段,这种促进效果不断减弱,最终基本趋近于无。

ii.对比三条曲线在相同阶段的折线图,课题组发现在植物生长前期,量子点植物光源对于植物生长的促进效果是最显著的,其折线的斜率是三条折线中最大的。

然而当实验进入9月12日之后中后期阶段,课题组很清楚的发现,蓝光光源对植物生长的促进作用更为明显,而量子点植物光源与红色荧光粉植物光源的促进效果则无太大差异。

iii.重点考察量子点与红色荧光粉植物光源对植物生长的促进效果,课题组可以清晰地发现,尽管在植物生长的全阶段,课题组都能很明了的观察到,量子点植物光源对促进植物生长的效果更明显,然而课题组同样可以清楚看到的是:这种对于促进植物生长效果方面的差异并不十分显著,即量子点植物光源对促进植物生长的效果并不比红色荧光粉植物光源的促进效果好多少。

4.2实验结论首先对于量子点与红色荧光粉,在此列举其一些价格差异:表3 荧光量子点与红色荧光粉市售价格对比(以阿里巴巴为例)可以很明显的发现,荧光量子点与红色荧光粉在相同激发波长的情况下的价格差异巨大。

与此同时,在制备量子点的过程中,课题组将使用大量的甲醇、乙烯以及镉、硒等重毒性物质,其生产过程中产生的废液将会对环境造成极大压力。

由于在相近激发波长的情况下,量子点植物光源对促进植物生长的效果并不比荧光粉好很多,且其生产以及使用的成本较荧光粉而言太过高昂,因此量子点植物光源材料其实并不宜大面积的推广使用。

五、课题未来展望由于量子点对于促进植物生长的效果确实比荧光粉好,因此对于此课题最大的展望应在于如何有效地改进量子点的制备方法,使其更加环保、低廉,以增强其实际推广意义。

在本次实验中,课题组并未取不同灯源照射的植株叶片进行叶绿素含量的测定,这使得课题组的实验出现了缺陷,因此在以后的实验中,课题组将向其中加入此环节,以获得更加全面的实验结论。

由于本次实验中,课题组仅仅只是选取了大叶荆芥这一种植物进行试验。

为了确保实验结论的普遍性,在将来的实验中课题组将会选择其他种类的植物进行多次实验,以证明此次实验结论的普遍性。

六、参考文献[1]崔世钢. 于洋. 苏雄. 郑桐. 吴兴利 LED光源在农业上的应用[J] - 天津职业技术师范大学学报 2012(2)[2]後藤英司. 夏晨人工光源在植物生产中的应用[J] - 中国照明电器 2014(2)[3]张瑞西.王希玲.王涛.朱月华.王海波促进植物生长的人工光源及发光材料的研究进展[J] - 材料导报 2007(10)[4]杨其长 LED在农业与生物产业的应用与前景展望[J] - 中国农业科技导报2008(6)[5]徐志刚 LED在现代农业中的应用[C] 2010[6]魏灵玲. 杨其长. 刘水丽 LED在植物工厂中的研究现状与用前景[J] - 中国农学通报 2007(11)[7]施丰华.王海波 .张瑞西 .林海凤 .范供齐 .徐文飞 LED 对植物生长促进作用的研究进展 [J]-中国照明电器 2011(3)[8]Zhichun Li. Wei Yao. Long Kong. Yixin Zhao. Liang Li General Method for the Synthesis of Ultrastable Core/Shell Quantum Dots by Aluminum Doping [J]-J. Am. Chem. Soc. 2015(13)。

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