变废为宝：碳基纳米材料助力光合作用效率提升

变废为宝：碳基纳米材料助力光合作用效率提升

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科学网

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https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2025/3/540194.shtm

近日，中国科学院深圳先进技术研究院高翔团队与上海交通大学杨琛团队合作，在《通讯-材料》期刊上发表最新研究成果。研究团队成功研发出一种以农业废弃物为原料的碳基纳米材料——碳量子点（CDs），并将其应用于增强植物光合作用，取得了显著成效。

光合作用是地球上生命的基础，但天然光合作用效率较低，通常不到1%。为解决这一问题，研究团队利用秸秆、叶片和杂草等农业废弃生物质，开发出功能化纳米碳量子点材料（CDs）。这种材料不仅能将植物无法吸收的紫外光和吸收效率低的绿光转换为红光，还能将吸收的光子激发产生的电子提供给光合电子传递链。

实验结果显示，将这种新型碳量子点添加至蓝藻液体培养基中或喷施在植物上，蓝藻的二氧化碳固定率提高了2.4倍，甘油产量增加了2.2倍，拟南芥的生物量则提高了1.8倍。这一成果充分展示了碳量子点在提高光合效率和促进植物生长方面的巨大潜力。

碳基纳米材料溶液在自然光下（左）和紫外光照射下（右）发出红光

研究团队表示，这项新技术不仅能提高光合作用效率，还能实现农业废弃物的回收利用，为农业领域的创新提供了新的解决方案。目前，该技术已申请专利并进入成果转化阶段，研究团队正与多个团队合作，进一步验证其在浮萍、花生、玉米和大豆等农作物上的应用效果，并计划开展户外大田实验。

这项研究不仅展现了科技创新在解决农业问题上的巨大潜力，也为实现可持续发展提供了新的思路。

本文原文来自科学网