提高光合光能利用效率对于粮食、能源及环境问题至关重要。因此，提高光能利用效率的研究日益成为当前光合作用研究的焦点。提高光合作用的途径有很多。当前，绝大多数研究集中在利用生物技术，消除限制光合速率的关键步骤，或者设计全新的高光效途径。除了利用生物方法提高光能利用效率之外，利用纳米技术也日益成为当前改良光能利用效率的重要途径，比如利用纳米材料改变光谱，将本来不能用于光合作用的光谱转换成可以被利用的光谱。
在今年1月份的NEWPHYTOLOGST上，英国布雷斯特大学的研究团队等报道了一种全新的利用碳量子点提高光合作用效率的新发现。在这个研究之前，利用碳量子点以提高光合作用的概念已经被提出来。其原理是，光可以激发碳量子点，使得碳量子点供电子给光合电子传递链，从而提高光合电子传递速率，增加光合ATP和NADPH的产生能力。然而，之前合成的碳量子点都没能提高作物生物量。在本研究中，研究者们构造了葡萄糖功能化的碳量子点（图1）。这种新的量子点可以被植物有效吸收，提高光系统II量子效率，降低叶绿素b及lutin含量，降低光合非光化学热耗散，从而提高叶片光合CO2固定速率，植物的生物量最终也得到提高。
该研究表明利用纳米材料是一条重要的可以用于提高光能利用效率的可行途径。
图1.利用荧光显微镜观察小麦叶肉细胞中的碳量子点丰度。从图中可以看到，与未葡萄糖基化的碳量子点相比，葡萄糖基化后的碳量子点可以更加有效地被叶片吸收，表现出荧光信号的增强。激发光谱波长是纳米，发射波长是纳米。
引用：
SwiftTA,FaganD,Benito-AlifonsoD,HillSA,YallopML,OliverTAA,LawsonT,GalanMC,WhitneyHM..Photosynthesisandcropproductivityareenhancedbyglucose-functionalisedcarbondots.NewPhytol:-.
全文见：