來自俄科學(xué)院西伯利亞分院網(wǎng)站的報(bào)道，該分院克拉斯諾亞爾斯克科學(xué)中心的科研團(tuán)隊(duì)研究確定，藍(lán)云杉和灰小麥的藍(lán)色調(diào)源自于覆蓋松針和葉片表面角質(zhì)層蠟中的納米管，長度為幾微米的納米管對透射到植物中的陽光產(chǎn)生影響，由此植物可通過提高光合作用效果生存在光照不足的條件下。相關(guān)研究成果收錄到“International Conference on Information Technology and Nanotechnology”論文集。
植物的多個(gè)部位覆蓋有角質(zhì)蠟涂層，它可保護(hù)葉子免受過多水分和干燥、蟲害和化學(xué)物質(zhì)的侵害，當(dāng)陽光照射到光合表面時(shí)首先遇到的是蠟涂層，蠟涂層會(huì)影響穿透輻射（光）的光學(xué)性能?？蒲袌F(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，納米管是植物蠟涂層的結(jié)構(gòu)元件，在研究藍(lán)云杉松針和灰小麥葉片表層對光學(xué)性能的影響后科研人員得出結(jié)論，藍(lán)色調(diào)恰恰源自于蠟涂層的納米管。
為研究角質(zhì)蠟涂層的結(jié)構(gòu)，科研人員需要小心地將其與植物分離。一般采用有機(jī)物或溶劑進(jìn)行物質(zhì)的分離，但這樣會(huì)污染研究材料，為此科研人員選用蒸餾水進(jìn)行角質(zhì)蠟涂層的分離，這是因?yàn)?，水是惰性純凈材料，可在毛?xì)力的作用下深深滲入植物組織內(nèi)部并可輕易烘干去除。按照這個(gè)思路，科研人員將研究試樣置于盛水容器中放置若干小時(shí)，之后冷卻至零下，水冷凍膨脹并從葉片表面撕下角質(zhì)蠟層，脫落的蠟層漂浮在液體表面，由此實(shí)現(xiàn)角質(zhì)蠟層的無污染分離。在掃描電子顯微鏡下觀察剝離的蠟涂層發(fā)現(xiàn)，兩種植物蠟涂層均由直徑大約為150納米、長度為1-4微米的納米管構(gòu)成，松針和灰小麥葉片蠟涂層光學(xué)性能比較發(fā)現(xiàn)，兩者存在著熒光廣譜的差異，藍(lán)云杉的輝光峰值靠近紫外邊界，而灰小麥的輝光峰值則離綠色區(qū)域不遠(yuǎn)，其結(jié)果，在紫外線照射下云杉顯現(xiàn)藍(lán)色，而小麥變成了灰色，這種區(qū)別的原因是，松針蠟涂層中的納米管是空心的，而葉片蠟涂層的納米管則是充滿的，兩者的折射率不同。
英國科研人員在2016年研究發(fā)現(xiàn)，植物的藍(lán)色調(diào)并不是由顏料，而是可能由植物葉綠體中的某種光子晶體結(jié)構(gòu)所造成，西伯利亞科研人員在研究西伯利亞藍(lán)云杉的藍(lán)色成因時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)了角質(zhì)蠟涂層的原因，如果采用化學(xué)方法去除蠟涂層，則云杉視覺上變成了普通綠色，隨后研究灰小麥得知，這種淺藍(lán)色植物的密實(shí)蠟涂層由納米管構(gòu)成。所進(jìn)行的光譜性能研究發(fā)現(xiàn)，蠟涂層可吸收紫外全光譜，輻射可見光，即產(chǎn)生熒光現(xiàn)象，通過吸收短光譜保護(hù)細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)免受紫外線的傷害，并將其轉(zhuǎn)換成可見光提高了植物光合作用的效果。
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