當《阿凡達》中奇幻的發光植物場景在現實世界中成為可能，科學界再次展現了其將想象變為現實的能力。華南農業大學張學杰教授團隊近日在材料科學與植物生物學的交叉領域取得突破，成功培育出能通過太陽光激發并持續發光的多肉植物。相關研究成果發表于國際權威期刊《Matter》，為綠色照明技術開辟了全新路徑。
研究團隊采用微米級SrAl2O4:Eu2?,Dy3?基長余輝材料，通過特殊工藝將其負載于多肉植物葉片。實驗數據顯示，經紫外光或陽光照射僅2分鐘后，植物即可發出肉眼可見的余輝，最長持續發光時間達2小時。更令人矚目的是，通過調整無機發光材料的成分配比，首次實現了覆蓋400-650nm可見光譜范圍的多色發光植物體系，突破了傳統發光植物主要集中在500-570nm綠色波段的局限。
在植物體內實現微米級顆粒的均勻擴散，是該研究的核心突破。傳統認知中，植物組織對納米級顆粒的轉運存在嚴重限制，而團隊發現景天科擬石蓮花屬"女雛"品種的葉片結構具有特殊優勢——其細胞間隙和維管束系統能夠支持直徑超過5微米的余輝顆?？焖僖苿硬⒕鶆蚍植?。這種反常的運輸現象，為開發高效發光植物提供了關鍵生物學依據。
審稿專家指出，這項融合材料科學與植物學的研究具有顯著創新價值。其構建的光存儲與發射系統不僅具備可持續性和生物相容性，更在綠色照明、交互式生物器件等領域展現出應用潛力。研究團隊搭建的"發光植物墻"實驗裝置，直觀展示了該技術在低亮度場景下的照明效果，引發科研界廣泛關注。
研發過程充滿挑戰。團隊嘗試了不同粒徑的發光材料、多種負載方式以及十余種植物品種，最終在女雛葉片中實現了穩定發光效果。顯微觀測發現，熒光倒置顯微鏡下可清晰看到微米顆粒在植物組織中的快速穿梭，仿佛形成了天然的"光子傳輸通道"。這種材料與生物系統的完美融合，徹底改變了科研人員對植物發光技術的認知。
盡管已取得重要進展，但研究團隊清醒認識到技術轉化的現實障礙。當前發光植物的亮度和持續時間仍無法滿足實際照明需求，需要進一步提升材料的光轉換效率。如何將這項技術擴展到更多植物種類，特別是大型木本植物，以及長期生物安全性評估，都是亟待解決的關鍵問題。
據了解，該團隊長期深耕發光材料領域，在氮化物、氟化物等體系的研究中積累了豐富經驗。此前開發的碳點增強光合作用技術和活體植物信息編碼技術，為此次突破奠定了堅實基礎。目前已有企業主動接洽，探討發光植物在裝飾照明、生態景觀等領域的商業化應用前景。
這項研究的意義不僅在于技術突破，更在于開辟了全新的交叉學科研究方向。當實驗室里的發光植物墻在黑暗中亮起時，參與研究的成員無不為之震撼。這種將基礎科學與實際應用緊密結合的探索精神，或許正是推動科技創新的核心動力。隨著研究的深入，發光植物有望從實驗室走向日常生活，為人類帶來既環保又充滿奇幻色彩的照明解決方案。
