Okwu Mmalite

Ìhè na-arụ ọrụ dị mkpa n'usoro uto osisi. Ọ bụ fatịlaịza kacha mma iji kwalite ịmịkọrọ chlorophyll osisi na ịmịkọrọ ụdị àgwà uto osisi dị iche iche dịka carotene. Agbanyeghị, ihe dị mkpa nke na-ekpebi uto osisi bụ ihe zuru oke, ọ bụghị naanị metụtara ìhè, kamakwa enweghị ikewapụ ya na nhazi mmiri, ala na fatịlaịza, ọnọdụ gburugburu ebe obibi na njikwa teknụzụ zuru oke.

N'ime afọ abụọ ma ọ bụ atọ gara aga, e nweela ọtụtụ akụkọ gbasara ojiji nke teknụzụ ọkụ semiconductor gbasara ụlọ ọrụ mmepụta ihe ọkụkụ nwere akụkụ atọ ma ọ bụ uto osisi. Mana mgbe ị gụchara ya nke ọma, a na-enwe mmetụta na-adịghị mma mgbe niile. N'ozuzu, enweghị nghọta zuru oke nke ọrụ ìhè kwesịrị ịrụ na uto osisi.

Nke mbụ, ka anyị ghọta ụdị anyanwụ dị iche iche, dịka egosiri na Foto 1. A pụrụ ịhụ na ụdị anyanwụ dị iche iche bụ ụdị anyanwụ na-aga n'ihu, ebe ụdị acha anụnụ anụnụ na akwụkwọ ndụ akwụkwọ ndụ siri ike karịa ụdị ọbara ọbara, ụdị ìhè a na-ahụ anya na-adị site na 380 ruo 780 nm. Mmụba nke ihe ndị dị ndụ n'okike metụtara ike nke ụdị spectrum. Dịka ọmụmaatụ, ọtụtụ osisi dị n'ógbè dị nso na equator na-eto ngwa ngwa, n'otu oge ahụ, nha uto ha dị oke. Mana oke ike nke ìhè anyanwụ anaghị adị mma mgbe niile, enwerekwa ụfọdụ oke nhọrọ maka uto nke anụmanụ na osisi.

Foto nke 1, Àgwà nke spectrum anyanwụ na spectrum ìhè ya a na-ahụ anya

Nke abụọ, eserese nke abụọ nke ọtụtụ ihe ndị dị mkpa na-amịkọrọ ihe ọkụkụ ka egosiri na Foto nke 2.

Foto nke 2, Nnwale nnabata nke ọtụtụ ihe mgbakwunye na uto osisi

A pụrụ ịhụ site na Foto nke 2 na spectra nke ọtụtụ ihe enyemaka dị mkpa nke na-emetụta uto osisi dị iche iche nke ukwuu. Ya mere, itinye ọkụ ọkụ osisi LED abụghị ihe dị mfe, kama ọ bụ ihe a na-elekwasị anya nke ọma. N'ebe a, ọ dị mkpa iwebata echiche nke ihe abụọ kachasị mkpa nke uto osisi photosynthetic.

• Chlorophyll

Chlorophyll bụ otu n'ime agba kachasị mkpa metụtara photosynthesis. Ọ dị n'ime ihe niile dị ndụ nwere ike imepụta photosynthesis, gụnyere osisi ndụ akwụkwọ ndụ, algae prokaryotic acha anụnụ anụnụ-akwụkwọ ndụ akwụkwọ ndụ (cyanobacteria) na algae eukaryotic. Chlorophyll na-amịkọrọ ike site na ìhè, nke a na-ejikwa eme ka carbon dioxide ghọọ carbohydrates.

Chlorophyll a na-amịkọrọ ìhè uhie, chlorophyll b na-amịkọrọ ìhè acha anụnụ anụnụ-violet, karịsịa iji mata ọdịiche dị n'etiti osisi ndò na osisi anyanwụ. Oke nke chlorophyll b na chlorophyll a nke osisi ndò dị obere, yabụ osisi ndò nwere ike iji ìhè acha anụnụ anụnụ nke ọma ma gbanwee ka ọ na-eto n'ime ndò. Chlorophyll a bụ acha anụnụ anụnụ-akwụkwọ ndụ akwụkwọ ndụ, chlorophyll b bụkwa odo-akwụkwọ ndụ akwụkwọ ndụ. Enwere ike ịmịkọrọ chlorophyll a na chlorophyll b nke ọma, otu n'ime mpaghara uhie nwere ogologo ebili mmiri nke 630-680 nm, nke ọzọ n'ime mpaghara acha anụnụ anụnụ-violet nwere ogologo ebili mmiri nke 400-460 nm.

• Karotenoids

Carotenoids bụ okwu izugbe maka otu agba dị mkpa sitere n'okike, nke a na-ahụkarị na agba odo, oroma-acha ọbara ọbara ma ọ bụ ọbara ọbara n'ime anụmanụ, osisi ndị dị elu, ero, na algae. Ruo ugbu a, achọpụtala ihe karịrị carotenoids sitere n'okike 600.

Mmetụta ìhè nke carotenoids na-ekpuchi oke OD303~505 nm, nke na-enye agba nri ma na-emetụta nri ahụ. Na algae, osisi, na obere nje, agba ya na-ekpuchi site na chlorophyll ma ọ nweghị ike ịpụta. Na mkpụrụ ndụ osisi, carotenoids na-emepụta ọ bụghị naanị na-amịkọrọ ma na-ebufe ike iji nyere aka na fotosintesis, kamakwa ha nwere ọrụ nke ichebe mkpụrụ ndụ ka ha ghara ibibi site na mkpụrụ ndụ oxygen nke otu-electron bond.

Ụfọdụ nghọtahie echiche

N'agbanyeghị mmetụta nchekwa ike, nhọrọ nke ìhè na nhazi nke ìhè, ọkụ semiconductor egosila nnukwu uru. Agbanyeghị, site na mmepe ngwa ngwa nke afọ abụọ gara aga, anyị ahụkwala ọtụtụ nghọtahie na nhazi na ojiji nke ìhè, nke na-egosipụtakarị n'akụkụ ndị a.

①Ọ bụrụhaala na agba uhie na acha anụnụ anụnụ nke ogologo ebili mmiri ụfọdụ jikọtara ọnụ n'otu oke, enwere ike iji ha mee ihe n'ịkụ ihe ọkụkụ, dịka ọmụmaatụ, oke nke uhie na acha anụnụ anụnụ bụ 4:1, 6:1, 9:1 wdg.

②Ọ bụrụhaala na ọ bụ ìhè ọcha, ọ nwere ike dochie ìhè anyanwụ, dịka tube ọkụ ọcha atọ nke a na-ejikarị eme ihe na Japan, wdg. Ojiji nke ụdịrị ndị a nwere mmetụta ụfọdụ na uto nke osisi, mana mmetụta ya adịghị mma dịka isi iyi ọkụ nke LED mere.

③Ma ọ bụrụhaala na PPFD (njupụta ọkụ quantum flux), nke bụ paramita dị mkpa nke ìhè, erutela otu ndeksi, dịka ọmụmaatụ, PPFD karịrị 200 μmol·m-2·s-1. Agbanyeghị, mgbe ị na-eji ihe ngosi a, ị ga-aṅa ntị ma ọ bụ osisi ndò ma ọ bụ osisi anyanwụ. Ịkwesịrị ịjụ ajụjụ ma ọ bụ chọta ebe njupụta ọkụ nke osisi ndị a, nke a na-akpọkwa ebe nkwụghachi ọkụ. N'oge a na-etinye ha n'ọrụ, a na-agbakarị osisi ọkụ ma ọ bụ kpọnwụọ. Ya mere, a ga-eme atụmatụ nke paramita a dịka ụdị osisi, gburugburu ebe uto na ọnọdụ si dị.

Banyere akụkụ mbụ, dịka e si tinye ya na mmalite, ụdịdị achọrọ maka uto osisi kwesịrị ịbụ ụdịdị na-aga n'ihu nke nwere obosara nkesa ụfọdụ. O doro anya na ọ dịghị mma iji isi iyi ọkụ nke ejiri iberibe ogologo abụọ nke uhie na acha anụnụ anụnụ mee nke nwere ụdịdị dị warara (dịka egosiri na Foto 3(a)). Na nnwale, achọpụtara na osisi na-acha odo odo, mkpụrụ akwụkwọ na-acha ọkụ nke ukwuu, mkpụrụ akwụkwọ na-adịkwa gịrịgịrị nke ukwuu.

Maka ọkpọkọ fluorescent nwere agba atọ bụ isi a na-ejikarị eme ihe n'afọ ndị gara aga, ọ bụ ezie na a na-emepụta ọcha, a na-ekewapụ spectra uhie, akwụkwọ ndụ akwụkwọ ndụ, na acha anụnụ anụnụ (dịka egosiri na Foto 3(b)), obosara nke spectrum ahụ dịkwa warara nke ukwuu. Ike spectral nke akụkụ na-aga n'ihu na-adịghị ike, ike ahụ ka dịkwa oke ma e jiri ya tụnyere LED, ugboro 1.5 ruo 3 nke oriri ike. Ya mere, mmetụta ojiji adịghị mma dị ka ọkụ LED.

Foto nke 3, Ọkụ osisi LED nke nwere ọkụ uhie na acha anụnụ anụnụ na ọkụ fluorescent agba atọ nke bụ isi.

PPFD bụ njupụta ọkụ quantum flux, nke na-ezo aka na njupụta ọkụ radieshon dị irè nke ìhè na photosynthesis, nke na-anọchite anya ọnụọgụgụ ọkụ quanta niile na-eme na mkpuru osisi na oke ebili mmiri nke 400 ruo 700 nm kwa oge na mpaghara nkeji. Nkeji ya bụ μE·m-2·s-1 (μmol·m-2·s-1). Radieshon na-arụ ọrụ na photosynthetic (PAR) na-ezo aka na radieshon anyanwụ zuru oke nwere ogologo ebili mmiri dị n'etiti 400 ruo 700 nm. Enwere ike igosipụta ya site na quanta ìhè ma ọ bụ site na ike radiant.

N'oge gara aga, ike ọkụ nke ihe na-enwu enwu nke na-egosipụta ìhè bụ ìhè, mana ụdị uto osisi na-agbanwe n'ihi ịdị elu nke ihe ọkụ sitere na osisi ahụ, mkpuchi ọkụ na ma ìhè ahụ nwere ike ịgafe n'ime akwụkwọ. Ya mere, ọ bụghị ihe ziri ezi iji par dị ka ihe ngosi nke ike ọkụ n'ọmụmụ ihe gbasara photosynthesis.

N'ozuzu, a pụrụ ịmalite usoro fotosynthesis mgbe PPFD nke osisi na-ahụ anyanwụ n'anya karịrị 50 μmol·m-2·s-1, ebe PPFD nke osisi na-acha ndò chọrọ naanị 20 μmol·m-2·s-1. Ya mere, mgbe ị na-azụta ọkụ LED, ị nwere ike ịhọrọ ọnụọgụ ọkụ LED na-acha n'ọkwa dabere na uru ntụaka a na ụdị osisi ị na-akụ. Dịka ọmụmaatụ, ọ bụrụ na PPFD nke otu ọkụ LED bụ 20 μmol·m-2·s-1, a chọrọ ihe karịrị bọlbụ osisi LED atọ iji kụọ osisi na-ahụ anyanwụ n'anya.

Ọtụtụ ngwọta nhazi nke ọkụ semiconductor

A na-eji ọkụ semiconductor eme ihe maka uto ma ọ bụ ịkụ ihe ọkụkụ, e nwekwara ụzọ abụọ dị mkpa e si eji ya eme ihe.

• Ugbu a, ụdị ịkụ ihe n'ime ụlọ dị oke ọkụ na Chaịna. Ụdị a nwere ọtụtụ njirimara:

①Ọrụ nke ọkụ LED bụ inye ọkụ zuru oke nke osisi, a chọkwara sistemụ ọkụ iji nye ike ọkụ niile, ọnụ ahịa mmepụta dịkwa elu;
② Nhazi nke ọkụ LED kwesịrị ịtụle nguzosi ike na iguzosi ike n'ezi ihe nke ụdịrị ahụ;
③Ọ dị mkpa ijikwa oge ọkụ na ike ọkụ nke ọma, dịka ịhapụ osisi ka ha zuru ike ruo awa ole na ole, ike nke radieshon ezughị oke ma ọ bụ sie ike, wdg.;
④Usoro a dum kwesịrị iṅomi ọnọdụ ndị dị mkpa maka gburugburu ebe osisi na-eto eto n'èzí, dịka iru mmiri, okpomọkụ na mkpokọta CO2.

• Ụdị ịkụ ihe n'èzí nwere ezigbo ntọala ịkụ ihe n'èzí. Ihe ndị e ji mara ụdị ihe nlereanya a bụ:

①Ọrụ nke ọkụ LED bụ ime ka ìhè dịkwuo mma. Otu bụ ime ka ìhè dịkwuo mma n'ebe ndị na-acha anụnụ anụnụ na ọbara ọbara n'okpuru ìhè anyanwụ n'ehihie iji kwalite fotosynthesis nke osisi, nke ọzọ bụ ime ka ìhè anyanwụ ghara ịpụta ìhè n'abalị iji kwalite uto osisi.
②Ọkụ mgbakwunye kwesịrị ịtụle ọkwa uto nke osisi ahụ, dịka oge mkpụrụ osisi ma ọ bụ oge okooko na mkpụrụ osisi.

Ya mere, nhazi nke ọkụ osisi LED kwesịrị ibu ụzọ nwee ụdị nhazi abụọ bụ isi, ya bụ, ọkụ awa 24 (n'ime ụlọ) na ọkụ mgbakwunye uto osisi (n'èzí). Maka ịkọ osisi n'ime ụlọ, imewe nke ọkụ LED kwesịrị ịtụle akụkụ atọ, dịka egosiri na Foto 4. Ọ gaghị ekwe omume itinye ibe ndị nwere agba atọ bụ isi n'otu akụkụ.

Foto nke 4, Echiche imewe nke iji ọkụ LED osisi booster ọkụ dị n'ime ụlọ maka ọkụ awa 24

Dịka ọmụmaatụ, maka ụdị dị iche iche dị n'ọkwa ụlọ akwụkwọ, ebe ọ dị mkpa ka mgbọrọgwụ na ogwe osisi sikwuo ike, mee ka alaka akwụkwọ sikwuo ike, ma jiri isi iyi ọkụ mee ihe n'ime ụlọ, enwere ike ịhazi ụdị dị iche iche dịka egosiri na Foto 5.

Foto nke 5, Ọdịdị Spectral dabara adaba maka oge ụlọ akwụkwọ LED dị n'ime ụlọ

Maka imewe nke ụdị ọkụ LED nke abụọ, ebumnuche ya bụ ime ihe ngwọta nke ime ka ìhè dịkwuo mma iji kwalite ịkụ ihe n'okpuru ụlọ griin haus dị n'èzí. E gosipụtara echiche imewe na Foto nke 6.

Foto nke 6, Echiche imewe nke ọkụ na-eto n'èzí 

Onye dere akwụkwọ a na-atụ aro ka ọtụtụ ụlọ ọrụ na-akụ ihe na-eji nhọrọ nke abụọ eme ihe iji ọkụ LED iji kwalite uto osisi.

Nke mbụ, ịkọ ihe ọkụkụ n'èzí nke China nwere ọtụtụ iri afọ na ahụmịhe dị iche iche, ma na ndịda ma na ugwu. O nwere ezigbo ntọala nke teknụzụ ịkụ ihe ọkụkụ ma na-enye ọtụtụ mkpụrụ osisi na akwụkwọ nri ọhụrụ n'ahịa maka obodo ndị gbara ya gburugburu. Karịsịa n'ọhịa nke ịkụ ala na mmiri na fatịlaịza, e meela nnyocha bara ụba.

Nke abụọ, ụdị ihe ngwọta ọkụ mgbakwunye a nwere ike ibelata oke oriri ike na-enweghị isi, n'otu oge ahụkwa ọ nwere ike ime ka mkpụrụ osisi na akwụkwọ nri bawanye nke ọma. Na mgbakwunye, nnukwu mpaghara ala China dị nnọọ mma maka nkwalite.

Dịka nnyocha sayensị nke ọkụ ọkụ osisi LED, ọ na-enyekwa ntọala nnwale sara mbara maka ya. Foto nke 7 bụ ụdị ọkụ ọkụ LED nke ndị otu nyocha a mepụtara, nke dabara adaba maka ịkụ na griin haus, a na-egosikwa ụdị ya na Foto nke 8.

Foto nke 7, Ụdị ọkụ LED na-eto eto

Foto nke 8, ụdị ọkụ LED dị iche iche

Dịka echiche imewe dị n'elu si dị, ndị otu nnyocha ahụ mere usoro nnwale dị iche iche, nsonaazụ nnwale ahụ dịkwa oke mkpa. Dịka ọmụmaatụ, maka ọkụ na-eto eto n'oge ụlọ akwụkwọ ọta akara, oriọna mbụ ejiri mee ihe bụ oriọna fluorescent nwere ike nke 32 W na okirikiri ụlọ akwụkwọ ọta akara nke ụbọchị 40. Anyị na-enye ọkụ LED 12 W, nke na-eme ka okirikiri mkpụrụ osisi dị mkpụmkpụ ruo ụbọchị 30, na-ebelata mmetụta nke okpomọkụ nke oriọna na ụlọ ọrụ mkpụrụ osisi, ma na-echekwa oriri ike nke ikuku oyi. Ọkpụrụkpụ, ogologo na agba nke mkpụrụ osisi dị mma karịa ngwọta mbụ nke ịkụ mkpụrụ osisi. Maka mkpụrụ osisi akwụkwọ nri nkịtị, enwetawokwa nkwubi okwu nkwenye dị mma, nke a chịkọtara na tebụl na-esote.

N'ime ha, otu ọkụ mgbakwunye PPFD: 70-80 μmol·m-2·s-1, na oke ọbara ọbara-acha anụnụ anụnụ: 0.6-0.7. Oke uru PPFD nke otu eke n'ehihie bụ 40~800 μmol·m-2·s-1, oke nke ọbara ọbara na acha anụnụ anụnụ bụ 0.6~1.2. A pụrụ ịhụ na ihe ngosi ndị dị n'elu ka mma karịa nke osisi ndị a kụrụ n'okike.

Mmechi

Isiokwu a na-ewebata ihe ọhụrụ gbasara ojiji nke ọkụ LED na-eto eto n'ịkụ ihe ọkụkụ, ma na-egosi nghọtahie ụfọdụ na ojiji nke ọkụ LED na-eto eto n'ịkụ ihe ọkụkụ. N'ikpeazụ, a na-ewebata echiche na atụmatụ teknụzụ maka mmepe nke ọkụ LED na-eto eto nke ejiri maka ịkụ ihe ọkụkụ. Ekwesịrị ịkọwapụta na e nwekwara ụfọdụ ihe ndị a ga-atụle n'itinye na ojiji nke ìhè ahụ, dịka anya dị n'etiti ìhè na osisi ahụ, oke ọkụ nke oriọna ahụ, na otu esi etinye ìhè ahụ na mmiri nkịtị, fatịlaịza, na ala.

Onye edemede: Yi Wang et al. Isi mmalite: CNKI