邯鄲企業(yè)研發(fā)LED轉光生態(tài)玻璃獲認證

  一塊玻璃，可以把普通日光轉化為植物“最?lèi)?ài)”、害蟲(chóng)“討厭”的光線(xiàn)。日前，邯鄲奧德玻璃集團最新研發(fā)的LED轉光生態(tài)玻璃，獲得9項國家專(zhuān)利認證，填補了國內該領(lǐng)域的空白。“LED轉光生態(tài)玻璃直接將太陽(yáng)光中的紫外光，轉換為植物光合作用最敏感的藍光和紅光，使植物生長(cháng)速度和成活率提高50%以上，并節約能源60%以上。”6月3日，奧德玻璃集團董事長(cháng)王保安告訴記者，這項成果使我國擁有了只有少數國家才掌握的技術(shù)。

    神秘轉光材料“鍍”玻璃———

    將太陽(yáng)光中的紫外光轉換為藍光和紅光

    紫紅色的光線(xiàn)如夢(mèng)如幻，綠色的盆景鮮花盛開(kāi)。6月3日，在奧德玻璃集團的產(chǎn)品展廳內，一個(gè)四層展柜顯得格外引人矚目。“這就是LED生態(tài)轉光玻璃。”工作人員指著(zhù)展柜中散發(fā)著(zhù)紫紅色光的玻璃介紹說(shuō)，轉光玻璃將LED芯片發(fā)出的光轉成了藍光和紅光，這兩種光線(xiàn)混合就成了我們肉眼所看到的紫紅色光。筆者看到，在這個(gè)展柜中，“沐浴”著(zhù)紫紅色光芒的植物顯得格外健壯，花也開(kāi)得特別鮮艷。“我們都知道，植物生長(cháng)需要太陽(yáng)光。但是，植物自身利用太陽(yáng)光的效率并不高，綠光會(huì )被反射從而造成光能浪費，并且太陽(yáng)光中的紫外光會(huì )灼傷植物，黃光還會(huì )招來(lái)害蟲(chóng)。”奧德玻璃集團研發(fā)總監張長(cháng)江告訴筆者，植物進(jìn)行光合作用最需要的光線(xiàn)其實(shí)是太陽(yáng)光中波長(cháng)在400-480納米的藍光和波長(cháng)在600-680納米的紅光，因為只有這兩種光線(xiàn)可以被葉綠素有效吸收。其中，紅光能夠促進(jìn)植物發(fā)芽、開(kāi)花，藍光能夠促進(jìn)植物生長(cháng)。“針對植物的這種特性，LED轉光生態(tài)玻璃把太陽(yáng)光中的紫外光轉換成了波長(cháng)在450納米左右的藍光和波長(cháng)在660納米左右的紅光。”

    靠什么轉光?“秘密全在轉光材料上!”張長(cháng)江告訴筆者，轉光材料是轉光玻璃最核心的部分，它是以稀土中的一種元素作為發(fā)光材料，利用納米技術(shù)制成的。LED轉光生態(tài)玻璃用的是一種轉光粉，這種轉光粉具有很強的化學(xué)和物理穩定性，光吸收能力特別強，光轉換效率能夠達到96%左右。“經(jīng)過(guò)特殊的工藝，我們將這種轉光粉‘鍍’在了玻璃上。”“不同的植物有不同的光譜特性，對藍光和紅光的需求不盡相同，所以不能用一塊轉光玻璃‘包打天下’。”張長(cháng)江介紹，LED轉光生態(tài)玻璃的一個(gè)顯著(zhù)特性就是能夠調節藍光和紅光的光功率分布，滿(mǎn)足不同植物的需要。我們首先會(huì )根據植物的不同光譜特性，把植物進(jìn)行歸類(lèi)，然后通過(guò)調節轉光材料中的激光、發(fā)光物質(zhì)，改變藍光和紅光的光功率分布，從而為不同植物量身定做不同種類(lèi)的產(chǎn)品。

    此外，轉光還可以去除太陽(yáng)光中害蟲(chóng)“喜歡”的黃光，“轉出的紅光能對害蟲(chóng)繁殖起到干擾作用，進(jìn)而有效減少植物蟲(chóng)害的發(fā)生。”張長(cháng)江說(shuō)，這樣基本可以不用農藥。

    LED芯片+中空玻璃———

    可以組裝成任意規格的玻璃“植物工廠(chǎng)”

    在一間辦公室里，張長(cháng)江把一塊LED轉光生態(tài)玻璃樣品交給筆者。筆者發(fā)現這塊長(cháng)約40厘米、寬約30厘米的中空玻璃中布置有兩條燈帶，其中一層的玻璃被涂上了粉紅色的材料，摸起來(lái)有些凹凸不平，看起來(lái)很像裝飾用的幕墻玻璃。

    “LED生態(tài)轉光玻璃由三部分組成。”張長(cháng)江介紹，最上面這層是采光面，中間是中空腔，里面布置的是LED芯片帶，下面則是轉光面。“采光面是普通的玻璃，中空腔內的LED芯片可以作為補光光源。轉光面上粉紅色的那層物質(zhì)是稀土轉光材料。”

    據了解，利用轉光材料把太陽(yáng)光中的紫外光轉換成植物生長(cháng)需要的藍光和紅光，是近年來(lái)材料學(xué)研究的熱門(mén)課題。此前，已經(jīng)有企業(yè)將轉光材料應用于農膜，并研制出了轉光農膜。“但是轉光農膜轉光效率不高，并且其中的塑料還會(huì )污染環(huán)境，使用壽命較短。”張長(cháng)江介紹說(shuō)，轉光農膜還有一個(gè)弱點(diǎn)就是容易受場(chǎng)地的局限，很難在都市農業(yè)、花卉等領(lǐng)域廣泛使用。

    王保安告訴筆者，“當初天津理工大學(xué)也是想把這種新型轉光材料用在農膜上。我們得知后，和他們進(jìn)行了溝通。最后，雙方?jīng)Q定把我們做玻璃的專(zhuān)長(cháng)和他們的技術(shù)專(zhuān)長(cháng)結合起來(lái)，共同研發(fā)轉光生態(tài)玻璃。”

    和轉光農膜相比，LED轉光生態(tài)玻璃更加低碳、綠色。“作為補光光源的LED芯片，耗電量非常少，同時(shí)轉光面的外部表面被處理成凹凸不平狀，擴大了光的散射，使植物接受光線(xiàn)的面積增大。”王保安說(shuō)，特別是使用了中空玻璃，不僅能夠保溫，使用壽命長(cháng)，還可以進(jìn)行回收利用。

    由LED芯片與中空玻璃，“我們可以根據用戶(hù)的需求，采取搭積木的方式，組裝成任意規格的玻璃‘植物工廠(chǎng)’。”張長(cháng)江認為，這樣的組合可以為蔬菜、花卉等的綠色安全生產(chǎn)創(chuàng )造條件，而且“能夠使植物生長(cháng)速度提高50%以上。”

    以邯鄲地區來(lái)說(shuō)，王保安算了一筆賬：全年平均日照時(shí)間不超過(guò)8個(gè)小時(shí)，植物進(jìn)行光合作用的時(shí)間也就只有8個(gè)小時(shí)。但是用轉光生態(tài)玻璃，可以通過(guò)LED補光光源增加植物的光照時(shí)間，比如平均每天再增加8個(gè)小時(shí)，植物接受光照的時(shí)間就可以達到16個(gè)小時(shí)，“那么它光合作用的時(shí)間就增加了一倍，生長(cháng)周期相應就能縮短一半。”

    據了解，LED轉光生態(tài)玻璃還沒(méi)有正式投入生產(chǎn)，但生產(chǎn)廠(chǎng)房和設備已經(jīng)安裝到位，預計7月底投產(chǎn)。“目前，已有包括北京首農集團在內的近90家企業(yè)與奧德玻璃集團達成了購買(mǎi)意向。”王保安設想，將來(lái)在太空、艦艇、沙漠中，該技術(shù)還可以與無(wú)土栽培技術(shù)相結合，讓長(cháng)期遠離陸地的人也能夠吃上新鮮蔬菜。