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El uso de cerámica de vidrio en lámparas de invernadero facilita el crecimiento de las plantas


Las luces de color rosa brillante se utilizan para proporcionar suficiente iluminación para albergar plantas. Los agricultores también usan lámparas similares en invernaderos.


por la Universidad ITMO


Aún así, los especialistas en fotofisiología sostienen que tales lámparas no proporcionan toda la luz que necesitan las plantas. Los científicos de ITMO en colaboración con sus colegas de la Universidad Politécnica de Tomsk han desarrollado fuentes de luz de cerámica con la adición de cromo: la luz de tales lámparas no solo ofrece luz roja sino también infrarroja (IR), que se espera que tenga un efecto positivo en crecimiento de las plantas. Los resultados de la investigación ahora se publican en Optical Materials .

El cultivo de verduras, frutas y bayas en grandes invernaderos en lugar de en campos abiertos se está volviendo más común. En tales instalaciones, las plantas están protegidas del granizo, las sequías y el frío. Sin embargo, los agricultores tienen que compensar la falta de luz solar natural en tales invernaderos. Instalaciones agrícolas avanzados usan luz diodos para este propósito: Consumen poca energía, emiten luz brillante y se puede configurar fácilmente en un invernadero. La luz que emiten es rosa, que se produce mediante el uso simultáneo de diodos azules y rojos.

«Los científicos han determinado que dicha iluminación no es óptima», dice Anastasia Babkina, asistente de laboratorio de la Facultad de Fotónica e Información Óptica. «La cosa es que un diodo rojo se enciende en el rango de aproximadamente 650 nanómetros, y su espectro es muy estrecho, similar al de un láser. Sin embargo, las plantas absorben mejor la luz roja e IR en el rango que es un poco más de 650 nanómetros , que la gente apenas puede ver. Como puede ver, esto significa que usamos la luz que es más cómoda para los humanos y no óptima para las plantas «.

Por lo tanto, los científicos han buscado un material para lámparas de diodos de luz que produzcan luz en un espectro más amplio, incluido el rango IR. Un grupo de investigadores de ITMO y de la Universidad Politécnica de Tomsk asumió esta tarea. Los diodos de luz roja clásicos usan materiales basados ​​en compuestos de manganeso y europio. Los cristales de este elemento químico hacen que el diodo emita a la longitud de onda de aproximadamente 650 nanómetros, haciendo que la luz sea roja y, junto con la emisión del diodo azul, rosa.

«Decidimos no usar un cristal diferente, sino cerámica de vidrio», dice Anastasia Babkina. «Este es un material transitivo entre el vidrio y el cristal. ¿Cuál es la diferencia? Tenemos que cultivar cristales específicamente, mientras que el vidrio se sintetiza por moldeo, y puede producirse rápidamente y en grandes cantidades en cualquier forma que necesite. El inconveniente es ese vidrio es frágil. Por esta razón, tomamos vidrio y comenzamos a cristalizarlo lentamente para que no pierda transparencia. Como resultado, obtenemos vidrio con cristales microscópicos en el interior que son invisibles para el ojo. Tal material es más resistente, tiene mejores propiedades luminiscentes y se llama cerámica de vidrio «.

El cromo se agrega a la cerámica de vidrio en la etapa de producción: esto le da al material un tono rosado que le permite producir luz roja e IR al mismo tiempo. Hay dos aplicaciones potenciales para el nuevo material: la primera es fresarlo para obtener micropartículas que se puedan usar para producir un nuevo tipo de diodo de luz . Esto ofrece grandes perspectivas, pero la introducción de dicha tecnología requiere mucho tiempo y dinero. Otra opción es usarlo para crear pantallas de lámparas.

«Podemos tomar diodos de luz azul y verde y usar nuestra cerámica de vidrio como filtro para obtener una emisión de amplio espectro que incluirá el rango IR», explica Anastasia Babkina.


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