量子点（Quantum Dots）是一种纳米级别的半导体材料，其直径仅2-10纳米，相当于10-50个原子的宽度。

这些微小的粒子拥有独特的光学特性：当受到光或电的激发时，它们会根据自身的大小和组成发出特定波长的光。大小不同的量子点可以发出不同颜色的光，从紫外线到红外线区域均可覆盖。

在自然界中，植物生长依赖于特定波段的光线。叶绿素主要吸收蓝色和红色波段的光来进行光合作用。传统LED植物生长灯虽然能够提供这些波段，但往往精度不够高，能耗较大。

中国农业科学院都市农业研究所与国内科研单位合作，开发了一种基于量子点技术转红光的功能性薄膜。这种薄膜能够实现大棚内光质的优化，从而提高作物产量和品质、减少病虫害。

研究团队采用邻苯亚胺和盐酸多巴胺为原料，使用一步水热合成法，成功制备了红光碳量子点（RCDs）。这种量子点能够吸收紫外光和黄绿光，发射550-800纳米的红光，量子效率高达78.3%。

针对碳点材料在阳光照射下存在光衰或光分解的问题，研究团队提出了对应的抗氧化策略，获得了抗拉伸性能良好且具有抗氧化能力的抗氧化RCDs/PVA转光膜。

除了转光薄膜，量子点技术更直接的应用是量子点LED植物生长灯。与传统LED相比，量子点LED具有发光效率高、光谱可调性强、节能环保等优势。

一体化量子点LED植物生长灯采用蓝光芯片，并在芯片上设置由均匀离散分布的红色量子点组成的发光层。这些红色量子点在蓝光的激发下产生峰值波长为610-780nm的红光。

这种设计的好处是能够精确调制植物生长所需的红光波长，匹配不同植物的生长需求。与传统植物灯相比，量子点LED植物照明灯具有节能高效的明显优势。

量子点制造通常涉及有毒物质，如镘、铅或其他重金属，这引发了环境方面的考虑。日本广岛大学的研究团队发现了一种环保解决方案：利用废弃稻壳制作量子点。

每年全球约有1亿吨稻壳废料产生。研究团队开发出一种回收稻壳的方法，以制造第一个矽量子点发光二极体（silicon quantum dot LED）。

稻壳经过碾磨及燃烧后得到二氧化矽（SiO2）粉末，透过加热与化学处理等一系列步骤，最终产生在橙红色范围内发光的矽量子点（SiQD），发光效率超过20%。

虽然量子点技术在农业照明领域展现出巨大潜力，但也面临着一些挑战。包括成本问题、长期稳定性、大规模生产工艺等。

另一方面，量子点技术的应用范围正在不断扩大。除了植物生长，该技术还可用于食品安全检测领域。江苏大学郭志明教授课题组开发了纳米材料驱动的光学传感器，用于检测食品农产品中的农药、重金属、生物毒素和致病菌等污染物。

随着技术的不断进步，量子点技术有望在农业和食品领域的多个环节发挥重要作用，从生产到检测，全程保障食品的安全和质量。

随着我国更多研究机构加入这一领域，量子点农业应用的技术瓶颈正被逐个突破。

不仅仅是转光薄膜，量子点技术已经开始在植物工厂、温室补光和家用植物种植设备中寻找商业化路径。

未来几年，我们可能会看到更多搭载量子点技术的农业照明产品上市，让曾经只存在于实验室的“光魔法”照射到普通农户的大棚中。