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LED蓝光最新用途:照射昆虫可致死亡 利好植物照明应用

2014-12-12    来源:

日本东北大学12月10日的新闻稿发表LED蓝光的最新用途:与蓝光会伤害人类的眼睛是同样的原理,最新科学发现用蓝光照射苍蝇、蚊子等昆虫可致其死亡,从而使新的防虫害技术的开发可期待。

 

这个成果首先发表在12月9日英国Nature Publishing Group的在线杂志《Scientific Reports》,该杂志发表了一篇题为“用蓝光照射昆虫可致其死亡”的文章,该文章提到,LED蓝光照射可以使不同种的昆虫死亡,其容易吸收的蓝光波长也不一样,这与蓝光对人类的眼睛有害是一样的原理,昆虫被蓝光照射后细胞和组织受到伤害而死亡。

而日本东北大学研究生院农学研究科的堀雅敏副教授的研究团队发表的新闻稿上显示,以前只有报道可视短波蓝光(400~500nm)肯定对人的眼睛有伤害,而对包括像昆虫这样的复杂动物也有致死效果,这是首次发现。另一方面、大家都知道UVC(100~280nm)以及 UVB(280~315nm)等短波紫外光对生物有很强的毒性,照射昆虫和微生物的话可致其死亡。但是,这个波长更长的紫外光(UVA315?400nm),对昆虫明显致死作用尚未见报道。

研究报告也表明,长波段的紫外光(UVA:315~400nm)并没有明确的致昆虫死亡的效果。

对紫外光来说,因为波长越短对生物毒性越大,根本没法考虑用可视波段的紫外光照射来杀死像昆虫这样的比较高等的动物。

日本东北大学堀雅敏副教授的研究团队的研究是将各种波长的LED光照射昆虫,研究出最佳杀虫效果。最初是用相当于日光的三分之一含量的LED蓝光去照射果蝇的蛹,结果果蝇没能羽化而死掉了。

 

上面表格是用各种波长的LED光去照射果蝇,得出的果蝇蛹的死亡率。同样是蓝光,但是杀死果蝇的效率是不同的。能够确认的是440nm和467nm两个波长的效果最好。更进一步对卵、幼虫和成虫做实验,结果467nm波长光都有杀死效果。然后再用蓝光对蚊子(淡色库蚊)的蛹做实验,结果蚊子也死了。但是,效果最好的是蓝光417nm。

 

但是蚊子对蓝光的抵抗力比苍蝇要强,要想杀死所有蚊子,需要日光含有蓝光1.5倍的量的强大蓝光才行。实验结果显示,蓝光417nm既能杀成虫,也能杀虫卵。不光如此,蓝光除了能杀死苍蝇、蚊子,对于像小麦粉里的大害虫平田红面粉甲虫的蛹也有很高杀虫效果。实验中只要用日光含量的5分之1到4的LED蓝光,就可以杀灭所有的虫蛹。

进一步推测,蓝光杀死昆虫的效果的机理,与蓝光伤害人的眼睛的机理是很相像的。昆虫的种类不同对波长的有效性也是不同的,每一种昆虫都有吸收容易的波长,这个特殊波长被昆虫的内部组织所吸收,产生活性氧,从而令其细胞和组织收伤害,最后导致死亡。

 

根据这个研究成果,将来可以在虫害发生的场所用蓝光灯,就可以期待单开发出很简单的防虫、灭虫装置来。只要加强研究LED照明的波长,就可以开发出生态环保的防卫生害虫、农业害虫、谷物害虫、畜牧害虫等各种各样的杀虫产品。

点评:

根据光学理论,波长越短对人体的伤害也越大,目前多用短波(C或B)段的紫外光进行杀虫,显然对人体伤害较大。另外,芯片价格贵,都需要进口,中国企业如果能够下功夫研究400-500nm的蓝光LED,从而开发出不同的杀虫灯,那LED行业不仅扩大了应用范围,还能对环保、对人类生活安全做出很大贡献,甚至可以直接颠覆农药和杀虫剂行业。尤其近看LED最新应用动态,不难窥见,蓝光可致昆虫死亡,将非常有利于植物工厂更有效地栽培更多更健康的植物。

点评人:日本东京国际大学硕士、广东省半导体照明产业联合创新中心(GSC)国际合作总监王宪龙

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