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天然矿物光电效应:矿物非经典光合作用
被引量：
20
1
作者
鲁安怀
李艳
+6 位作者
丁竑瑞
王长秋
许晓明
刘菲菲
刘雨薇
朱莹
黎晏彰
《地学前缘》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期179-194,共16页
地球上生物因受到太阳光辐射作用而进化出结构精致的光合作用系统。太阳光辐射对地球表面广泛分布的无机矿物的影响与响应机制长期未被重视与理解。我们新发现的地表"矿物膜"转化太阳能系统,具有潜在的产氧固碳作用,体现出自...
地球上生物因受到太阳光辐射作用而进化出结构精致的光合作用系统。太阳光辐射对地球表面广泛分布的无机矿物的影响与响应机制长期未被重视与理解。我们新发现的地表"矿物膜"转化太阳能系统,具有潜在的产氧固碳作用,体现出自然界中固有的矿物光电效应与非经典光合作用。本文在总结自然界中矿物光电子能量特征,特别是地表"矿物膜"特征及其光电效应性能的基础上,重点探讨铁锰氧化物矿物表现出的光电效应、产氧固碳作用与地质记录。提出矿物享有光电效应特性,地表"矿物膜"富含水钠锰矿、针铁矿、赤铁矿等天然半导体矿物,在日光辐射下具有稳定而灵敏的光电转换性能,产生矿物光电子能量;提出矿物拥有非经典光合作用的性能,自然界无机矿物转化太阳能系统类似生物光合作用吸收转化太阳能的产氧固碳系统,地表"矿物膜"光催化裂解水产氧作用及其转化大气和海洋二氧化碳为碳酸盐矿物作用,孕育出"矿物光合作用";提出矿物具有促进生物光合作用的功能,生物光合作用中心Mn4CaO5在裂解水产氧过程中产生成分和结构类似水钠锰矿的锰簇化合物结构体,初步认为水钠锰矿可能促使蓝细菌光合作用系统的起源,矿物影响与削弱水分子氢键以改变水的性质,可提高水的分解程度与光合作用效率,为进一步探索矿物促进生物光合作用机理提供科学技术突破的机遇。
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关键词
矿物
光电效应
矿物非经典光合作用
水钠锰矿
矿物
光电子能量
产氧固碳
作用
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职称材料
矿物增强生物光合作用理论与应用研究取得新突破
被引量：
1
2
作者
鲁安怀
杜逸飞
+2 位作者
方谦
丁竑瑞
李艳
《地学前缘》
北大核心
2025年第1期466-469,共4页
光合作用是决定农作物产量的首要关键因素,当前农作物的光合作用效率对日光能的利用率仅为2%左右,影响粮食蔬菜等作物产量。《地学前缘》面向世界科技前沿,面向经济主战场,跟踪我们系列科研成果近三十年。近年来,围绕矿物增强生物光合...
光合作用是决定农作物产量的首要关键因素,当前农作物的光合作用效率对日光能的利用率仅为2%左右,影响粮食蔬菜等作物产量。《地学前缘》面向世界科技前沿,面向经济主战场,跟踪我们系列科研成果近三十年。近年来,围绕矿物增强生物光合作用这一原创性国际前沿科研成果,及其在解决农业增产提质这一国际难题的突破性应用成果开展了连续报道。我们最近研究进一步证实植物叶绿体中锰簇物质(Mn4Ca O5)与地表矿物膜中水钠锰矿具有起源关系和成因联系,在光催化裂解水功能上具有异曲同工之处。矿物红外发射光谱特性能够影响水功能,促进光反应裂解水的作用。植物经典光合作用仅限于叶绿体中锰簇物质对可见光部分波段的吸收转化作用,叶绿体外的矿物非经典光合作用可拓展功能水对太阳光波谱利用范围,即通过改变灌溉水功能实现对太阳能利用效率的提升,开拓了提高植物光合作用效率的崭新途径。据此提出“矿物水光合作用”国际原创技术,田间试验农作物普遍增产达20%~50%,显著提升多种农作物产量和品质。这是自然界矿物通过影响水功能以促进生物光合作用的创新案例。
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关键词
矿物非经典光合作用
矿物
膜中锰簇
叶绿体中锰簇
灌溉功能水
光合作用
效率
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职称材料
题名
天然矿物光电效应:矿物非经典光合作用
被引量：
20
1
作者
鲁安怀
李艳
丁竑瑞
王长秋
许晓明
刘菲菲
刘雨薇
朱莹
黎晏彰
机构
北京大学地球与空间科学学院
出处
《地学前缘》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期179-194,共16页
基金
国家重点研发计划项目(2019YFC1805900)
国家重点基础研究发展计划“973”项目(2007CB815600,2014CB846000)
+1 种基金
国家自然科学基金重点项目(41230103,91851208)
国家自然科学基金国际合作重点项目(41820104003)。
文摘
地球上生物因受到太阳光辐射作用而进化出结构精致的光合作用系统。太阳光辐射对地球表面广泛分布的无机矿物的影响与响应机制长期未被重视与理解。我们新发现的地表"矿物膜"转化太阳能系统,具有潜在的产氧固碳作用,体现出自然界中固有的矿物光电效应与非经典光合作用。本文在总结自然界中矿物光电子能量特征,特别是地表"矿物膜"特征及其光电效应性能的基础上,重点探讨铁锰氧化物矿物表现出的光电效应、产氧固碳作用与地质记录。提出矿物享有光电效应特性,地表"矿物膜"富含水钠锰矿、针铁矿、赤铁矿等天然半导体矿物,在日光辐射下具有稳定而灵敏的光电转换性能,产生矿物光电子能量;提出矿物拥有非经典光合作用的性能,自然界无机矿物转化太阳能系统类似生物光合作用吸收转化太阳能的产氧固碳系统,地表"矿物膜"光催化裂解水产氧作用及其转化大气和海洋二氧化碳为碳酸盐矿物作用,孕育出"矿物光合作用";提出矿物具有促进生物光合作用的功能,生物光合作用中心Mn4CaO5在裂解水产氧过程中产生成分和结构类似水钠锰矿的锰簇化合物结构体,初步认为水钠锰矿可能促使蓝细菌光合作用系统的起源,矿物影响与削弱水分子氢键以改变水的性质,可提高水的分解程度与光合作用效率,为进一步探索矿物促进生物光合作用机理提供科学技术突破的机遇。
关键词
矿物
光电效应
矿物非经典光合作用
水钠锰矿
矿物
光电子能量
产氧固碳
作用
Keywords
mineral photoelectric effect
mineral non-classical photosynthesis
birnessite
mineral photoelectron energy
oxygen production and carbon sequestration
分类号
P574 [天文地球—矿物学]
P571 [天文地球—矿物学]
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职称材料
题名
矿物增强生物光合作用理论与应用研究取得新突破
被引量：
1
2
作者
鲁安怀
杜逸飞
方谦
丁竑瑞
李艳
机构
北京大学地球与空间科学学院
中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室
出处
《地学前缘》
北大核心
2025年第1期466-469,共4页
基金
国家重点基础研究发展计划“973”项目(2007CB815600,2014CB846000)
国家自然科学基金重点项目(41230103)
重点国际(地区)合作与交流项目(41820104003)。
文摘
光合作用是决定农作物产量的首要关键因素,当前农作物的光合作用效率对日光能的利用率仅为2%左右,影响粮食蔬菜等作物产量。《地学前缘》面向世界科技前沿,面向经济主战场,跟踪我们系列科研成果近三十年。近年来,围绕矿物增强生物光合作用这一原创性国际前沿科研成果,及其在解决农业增产提质这一国际难题的突破性应用成果开展了连续报道。我们最近研究进一步证实植物叶绿体中锰簇物质(Mn4Ca O5)与地表矿物膜中水钠锰矿具有起源关系和成因联系,在光催化裂解水功能上具有异曲同工之处。矿物红外发射光谱特性能够影响水功能,促进光反应裂解水的作用。植物经典光合作用仅限于叶绿体中锰簇物质对可见光部分波段的吸收转化作用,叶绿体外的矿物非经典光合作用可拓展功能水对太阳光波谱利用范围,即通过改变灌溉水功能实现对太阳能利用效率的提升,开拓了提高植物光合作用效率的崭新途径。据此提出“矿物水光合作用”国际原创技术,田间试验农作物普遍增产达20%~50%,显著提升多种农作物产量和品质。这是自然界矿物通过影响水功能以促进生物光合作用的创新案例。
关键词
矿物非经典光合作用
矿物
膜中锰簇
叶绿体中锰簇
灌溉功能水
光合作用
效率
Keywords
non-classical mineral photosynthesis
manganese clusters in mineral membrane
manganese clusters in chloroplasts
functional irrigation water
photosynthetic efficiency
分类号
P574 [天文地球—矿物学]
Q945.11 [生物学—植物学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
天然矿物光电效应:矿物非经典光合作用
鲁安怀
李艳
丁竑瑞
王长秋
许晓明
刘菲菲
刘雨薇
朱莹
黎晏彰
《地学前缘》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
20
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职称材料
2
矿物增强生物光合作用理论与应用研究取得新突破
鲁安怀
杜逸飞
方谦
丁竑瑞
李艳
《地学前缘》
北大核心
2025
1
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职称材料
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