(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024117712
(43)【公開日】2024-08-29
(54)【発明の名称】植物葉脈吸収方法および植物改質用機能性材料
(51)【国際特許分類】
A01G 7/00 20060101AFI20240822BHJP
【ＦＩ】
A01G7/00 604Z
【審査請求】有
【請求項の数】19
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023210662
(22)【出願日】2023-12-14
(31)【優先権主張番号】112105714
(32)【優先日】2023-02-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW
(31)【優先権主張番号】112143928
(32)【優先日】2023-11-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW
(71)【出願人】
【識別番号】502250743
【氏名又は名称】國立成功大學
【氏名又は名称原語表記】ＮＡＴＩＯＮＡＬ ＣＨＥＮＧ ＫＵＮＧ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
(74)【代理人】
【識別番号】100201329
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 真二郎
(74)【代理人】
【識別番号】100167601
【弁理士】
【氏名又は名称】大島 信之
(74)【代理人】
【識別番号】100220917
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 忠大
(72)【発明者】
【氏名】顏振標
(72)【発明者】
【氏名】▲トゥ▼勝龍
(72)【発明者】
【氏名】丁志明
(72)【発明者】
【氏名】蘇彦勳
(57)【要約】
【課題】植物葉脈吸収方法および植物改質用機能性材料を提供する。
【解決手段】機能性材料を有する被覆体と、重合安定化材料を有する保護体とを含む、植物葉脈吸収方法および植物改質用機能性材料。機能性材料は、一元、多元または高エントロピーの化合物、半導体または光電気材料である。被覆体は、植物器官の表面を覆い、気孔を介して機能性材料が植物内に吸収されるように気孔拡張材を含む。保護体は、被覆体の表面を覆う。機能性材料は、植物器官が自然にアポトーシスするまで、植物表面に機能的に存在することができる。植物表面の葉脈吸収技術により、植物遺伝子を改変したり植え込んだりすることなく、特殊な機能を達成することができる。夜のうちに植物を観賞するという新しい体験ができるほか、炭素捕集やカーボンニュートラルなどの炭素隔離能力も同時に行うことができる。
【選択図】図１
【解決手段】機能性材料を有する被覆体と、重合安定化材料を有する保護体とを含む、植物葉脈吸収方法および植物改質用機能性材料。機能性材料は、一元、多元または高エントロピーの化合物、半導体または光電気材料である。被覆体は、植物器官の表面を覆い、気孔を介して機能性材料が植物内に吸収されるように気孔拡張材を含む。保護体は、被覆体の表面を覆う。機能性材料は、植物器官が自然にアポトーシスするまで、植物表面に機能的に存在することができる。植物表面の葉脈吸収技術により、植物遺伝子を改変したり植え込んだりすることなく、特殊な機能を達成することができる。夜のうちに植物を観賞するという新しい体験ができるほか、炭素捕集やカーボンニュートラルなどの炭素隔離能力も同時に行うことができる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
植物改質用機能性材料であって、
機能性材料を有する被覆体と、重合安定化材料を有する保護体と、を含み
前記被覆体は、植物器官の表面を覆うためのものであり、前記機能性材料が前記植物器官の気孔を介して前記植物中に吸収されるように、前記植物器官の前記表面の複数の気孔の拡張を促進するための気孔拡張材を含み、前記被覆体は、バイオ膠または生分解性膠の粘着性を有し、調節可能な表面電荷を有する水性基材であり、前記植物器官は葉または変態葉であり、
前記保護体は、前記被覆体の表面を覆うためのものであり、前記バイオ膠または前記生分解性膠を有する別の水性基材であり、前記重合安定化材料は、前記保護体および／または前記被覆体の前記バイオ膠または前記生分解性膠を安定化および重合させることにより、前記植物器官による前記機能性材料の吸収量および密度を増加させる、
植物改質用機能性材料。
機能性材料を有する被覆体と、重合安定化材料を有する保護体と、を含み
前記被覆体は、植物器官の表面を覆うためのものであり、前記機能性材料が前記植物器官の気孔を介して前記植物中に吸収されるように、前記植物器官の前記表面の複数の気孔の拡張を促進するための気孔拡張材を含み、前記被覆体は、バイオ膠または生分解性膠の粘着性を有し、調節可能な表面電荷を有する水性基材であり、前記植物器官は葉または変態葉であり、
前記保護体は、前記被覆体の表面を覆うためのものであり、前記バイオ膠または前記生分解性膠を有する別の水性基材であり、前記重合安定化材料は、前記保護体および／または前記被覆体の前記バイオ膠または前記生分解性膠を安定化および重合させることにより、前記植物器官による前記機能性材料の吸収量および密度を増加させる、
植物改質用機能性材料。
【請求項2】
前記被覆体は、前記植物器官の上に散布、塗布または被覆され、前記保護体は、前記被覆体の上に散布、塗布または被覆される、請求項１に記載の植物改質用機能性材料。
【請求項3】
前記気孔拡張材は、前記植物器官の前記面の前記気孔の拡張を促進する機能を有するフシコクシン（ｆｕｓｉｃｏｃｃｉｎ）である、請求項１に記載の植物改質用機能性材料。
【請求項4】
前記被覆体に占める気孔拡張材の含有量が１７０μＭ以下である、請求項１に記載の植物改質用機能性材料。
【請求項5】
前記機能性材料の粒径が２μｍ～５ｎｍである、請求項１に記載の植物改質用機能性材料。
【請求項6】
前記機能性材料は、ナノ材料、サブナノ材料またはマイクロナノ材料である、請求項１に記載の植物改質用機能性材料。
【請求項7】
前記機能性材料の表面電荷によるゼータ電位（ｚｅｔａ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）が＋０～＋７５ｍｅＶである、請求項１に記載の植物改質用機能性材料。
【請求項8】
前記保護体の前記重合安定化材料は、前記バイオ膠または前記生分解性膠を重合させて安定化するミョウバンイオンである、請求項１に記載の植物改質用機能性材料。
【請求項9】
前記保護体に占める重合安定化材料の重量百分率が３５％以下である、請求項１に記載の植物改質用機能性材料。
【請求項10】
前記バイオ膠は、軟質鹿膠、硬質鹿膠、浮き袋膠、牛膠、兎膠、シードラックおよび／または三千本膠であり、前記生分解性膠は、ポリアミド、ポリビニルピロリドン（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）および／またはポリ酢酸ビニルである、請求項１に記載の植物改質用機能性材料。
【請求項11】
前記被覆体の前記水性基材は酸性水性基材であり、前記酸性水性基材は、クエン酸、コハク酸、タンニン酸、サリチル酸、リンゴ酸、アスコルビン酸、没食子酸、塩酸、硝酸および／または酢酸を含む水性溶媒である、請求項１に記載の植物改質用機能性材料。
【請求項12】
前記被覆体の前記水性基材はアルカリ性水性基材であり、前記アルカリ性水性基材は、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウムおよび／または水酸化カリウムを含む水性溶媒である、請求項１に記載の植物改質用機能性材料。
【請求項13】
前記機能性材料は針先状またはウニ状の金ナノ粒子である、請求項１に記載の植物改質用機能性材料。
【請求項14】
植物葉脈吸収方法であって、
バイオ膠または生分解性膠を用いた水性溶媒に、機能性材料を含む機能性材料懸濁溶媒を混合することにより、粘着性を有する機能性材料懸濁溶媒を形成するステップと、
酸性またはアルカリ性の水性溶媒に、粘着性を有する前記機能性材料‘懸濁溶媒を混合することにより、機能性材料を有する被覆体として、粘着性を有する、調整可能な表面電荷を有する機能性材料懸濁体を形成するステップと、
植物器官の表面を前記被覆体で覆うステップであって、前記機能性材料を含む機能性材料懸濁溶媒は、前記植物器官の表面の複数の気孔の拡張を促進するための気孔拡張材をさらに含み、前記植物器官は葉または変態葉である、ステップと、
バイオ膠または生分解性膠を用いた別の水性溶媒に重合安定化材料を混合することにより、保護体を形成するステップと、
前記被覆体の表面を前記保護体で覆うステップであって、前記重合安定化材料は、前記保護体および／または前記被覆体のバイオ膠または生分解性膠を安定化および重合させることにより、前記植物器官による前記機能性材料の吸収量および密度を増加させる、ステップと、を含む、
植物葉脈吸収方法。
バイオ膠または生分解性膠を用いた水性溶媒に、機能性材料を含む機能性材料懸濁溶媒を混合することにより、粘着性を有する機能性材料懸濁溶媒を形成するステップと、
酸性またはアルカリ性の水性溶媒に、粘着性を有する前記機能性材料‘懸濁溶媒を混合することにより、機能性材料を有する被覆体として、粘着性を有する、調整可能な表面電荷を有する機能性材料懸濁体を形成するステップと、
植物器官の表面を前記被覆体で覆うステップであって、前記機能性材料を含む機能性材料懸濁溶媒は、前記植物器官の表面の複数の気孔の拡張を促進するための気孔拡張材をさらに含み、前記植物器官は葉または変態葉である、ステップと、
バイオ膠または生分解性膠を用いた別の水性溶媒に重合安定化材料を混合することにより、保護体を形成するステップと、
前記被覆体の表面を前記保護体で覆うステップであって、前記重合安定化材料は、前記保護体および／または前記被覆体のバイオ膠または生分解性膠を安定化および重合させることにより、前記植物器官による前記機能性材料の吸収量および密度を増加させる、ステップと、を含む、
植物葉脈吸収方法。
【請求項15】
前記保護体および／または前記被覆体の前記バイオ膠は、軟質鹿膠、硬質鹿膠、浮き袋膠、牛膠、兎膠、シードラックおよび／または三千本膠であり、前記生分解性膠は、ポリアミド、ポリビニルピロリドン（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）および／またはポリ酢酸ビニルである、請求項１４に記載の植物葉脈吸収方法。
【請求項16】
前記気孔拡張材は、フシコクシン（ｆｕｓｉｃｏｃｃｉｎ）であり、前記重合安定化材料はミョウバンイオンである、請求項１４に記載の植物葉脈吸収方法。
【請求項17】
前記被覆体は、前記植物器官の上に散布、塗布または被覆され、前記保護体は、前記被覆体の上に散布、塗布または被覆される、請求項１４に記載の植物葉脈吸収方法。
【請求項18】
前記機能性材料の粒径が２μｍ～５ｎｍである、請求項１４に記載の植物葉脈吸収方法。
【請求項19】
前記機能性材料の表面電荷によるゼータ電位（ｚｅｔａ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）が＋０～＋７５ｍｅＶである、請求項１４に記載の植物葉脈吸収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、植物表面改質体および植物吸収方法に関し、特に、植物葉脈吸収方法および植物改質用機能性材料に関する。
【背景技術】
【0002】
世界の農業と園芸科学技術の応用において、効率的な農作生産は大きな潜在力である。
しかし、植物表面改質技術による植物は、園芸産業やバイオテクノロジー産業ではまだ初期段階にある。
そこで、機能性材料を植物に適用することで、園芸や農業に特殊な機能性を付与することができる、植物表面改質技術がある。
しかし、現在、植物表面の改質技術では、植物表面を覆うことが多く、それによって、植物表面機能の低下を招き、致死に至ることもある。機能性材料は、植物の表面に比較的長期間留まることができない。
もし生物方式で植物遺伝子を改変あるいは導入すると、特殊な機能を達成することができるが、遺伝子汚染などの問題が発生しやすく、しかも多くの制限を受けやすい。
しかし、植物表面改質技術による植物は、園芸産業やバイオテクノロジー産業ではまだ初期段階にある。
そこで、機能性材料を植物に適用することで、園芸や農業に特殊な機能性を付与することができる、植物表面改質技術がある。
しかし、現在、植物表面の改質技術では、植物表面を覆うことが多く、それによって、植物表面機能の低下を招き、致死に至ることもある。機能性材料は、植物の表面に比較的長期間留まることができない。
もし生物方式で植物遺伝子を改変あるいは導入すると、特殊な機能を達成することができるが、遺伝子汚染などの問題が発生しやすく、しかも多くの制限を受けやすい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明の目的は、上記の従来技術の問題点を解決するために、植物葉脈吸収方法および植物改質用機能性材料を提供することにある。
【0004】
本発明は、一元、多元または高エントロピーの化合物、半導体または光電材料を吸収することにより、特別な物理的または化学的機能を効果的に発生させることができ、しかも、改質された後も、植物は自然に成長することができ、天然植物に広く効果的に適用することができ、機能性植物を用いた園芸および農業の進歩を効果的に促進することができる、全く新しい植物葉脈吸収技術を考案することを目的とする。
また、発生した夜間二酸化炭素の固定機能は、国際的なネット・ゼロカーボン排出政策に合致し、カーボンニュートラルを実現する。
また、発生した夜間二酸化炭素の固定機能は、国際的なネット・ゼロカーボン排出政策に合致し、カーボンニュートラルを実現する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するために、本発明は、
機能性材料を有する被覆体と、重合安定化材料を有する保護体と、を含み
前記被覆体は、植物器官の表面を覆うためのものであり、前記機能性材料が前記植物器官の前記気孔を介して前記植物中に吸収されるように、気孔拡張材、例えばフシコキシン（ｆｕｓｉｃｏｃｃｉｎ）をさらに含む、植物改質用機能性材料を提案する。
機能性材料を有する被覆体と、重合安定化材料を有する保護体と、を含み
前記被覆体は、植物器官の表面を覆うためのものであり、前記機能性材料が前記植物器官の前記気孔を介して前記植物中に吸収されるように、気孔拡張材、例えばフシコキシン（ｆｕｓｉｃｏｃｃｉｎ）をさらに含む、植物改質用機能性材料を提案する。
【0006】
本発明の植物葉脈吸収方法は、
機能性材料を有する被覆体を提供するステップであって、前記被覆体は、植物器官の表面を覆うためのものであり、前記機能性材料が前記植物器官の前記気孔を介して前記植物中に吸収されるように、前記植物器官の前記表面の複数の気孔の拡張を促進するための気孔拡張材を含み、前記被覆体は、バイオ膠または生分解性膠の粘着性を有し、調節可能な表面電荷を有する水性基材である、ステップと、
重合安定化材料を有する保護体を提供するステップであって、前記保護体は、前記被覆体の表面を覆うためのものであり、前記バイオ膠または前記生分解性膠を有する別の水性基材であり、前記重合安定化材料は、前記保護体および／または前記被覆体の前記バイオ膠または前記生分解性膠を安定化および重合させることにより、前記植物器官による前記機能性材料の吸収量および密度を増加させる、ステップと、を少なくとも含む。
機能性材料を有する被覆体を提供するステップであって、前記被覆体は、植物器官の表面を覆うためのものであり、前記機能性材料が前記植物器官の前記気孔を介して前記植物中に吸収されるように、前記植物器官の前記表面の複数の気孔の拡張を促進するための気孔拡張材を含み、前記被覆体は、バイオ膠または生分解性膠の粘着性を有し、調節可能な表面電荷を有する水性基材である、ステップと、
重合安定化材料を有する保護体を提供するステップであって、前記保護体は、前記被覆体の表面を覆うためのものであり、前記バイオ膠または前記生分解性膠を有する別の水性基材であり、前記重合安定化材料は、前記保護体および／または前記被覆体の前記バイオ膠または前記生分解性膠を安定化および重合させることにより、前記植物器官による前記機能性材料の吸収量および密度を増加させる、ステップと、を少なくとも含む。
【0007】
前記植物器官は葉または変態葉である。
【0008】
前記被覆体は、前記植物器官の上に散布、塗布または被覆され、前記保護体は、前記被覆体の上に散布、塗布または被覆される。
【0009】
前記気孔拡張材は、前記植物器官の前記面の前記気孔の拡張を促進する機能を有するフシコクシン（ｆｕｓｉｃｏｃｃｉｎ）である。
【0010】
前記被覆体に占める気孔拡張材の含有量が１７０μＭ以下である。
【0011】
前記機能性材料の粒径が２μｍ～５ｎｍである。
【0012】
前記機能性材料は、ナノ材料、サブナノ材料またはマイクロナノ材料である。
【0013】
前記機能性材料の表面電荷によるゼータ電位（ｚｅｔａ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）が＋０～＋７５ｍｅＶである。
【0014】
前記保護体の前記重合安定化材料は、前記バイオ膠または前記生分解性膠を重合させて安定化するミョウバンイオンである。
【0015】
前記保護体に占める重合安定化材料の重量百分率が３５％以下である。
【0016】
前記バイオ膠は、軟質鹿膠、硬質鹿膠、浮き袋膠、牛膠、兎膠、シードラックおよび／または三千本膠であり、前記生分解性膠は、ポリアミド、ポリビニルピロリドン（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）および／またはポリ酢酸ビニルである。
【0017】
前記被覆体の前記水性基材は酸性水性基材であり、前記酸性水性基材は、クエン酸、コハク酸、タンニン酸、サリチル酸、リンゴ酸、アスコルビン酸、没食子酸、塩酸、硝酸および／または酢酸を含む水性溶媒である。
【0018】
前記被覆体の前記水性基材はアルカリ性水性基材であり、前記アルカリ性水性基材は、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウムおよび／または水酸化カリウムを含む水性溶媒である。
【0019】
前記機能性材料は針先状またはウニ状の金ナノ粒子である。
【0020】
上記目的を達成するために、本発明は、機能性材料を有する被覆体を製造するするステップと、重合安定化材料を有する保護体を製造するステップと、を少なくとも含み、前記被覆体は、植物器官の表面を覆うためのものであり、前記機能性材料が前記植物器官の前記気孔を介して前記植物中に吸収されるように、気孔拡張材、例えばフシコキシン（ｆｕｓｉｃｏｃｃｉｎ）をさらに含み、前記植物器官は葉または変態葉である、植物葉脈吸収方法を提案する。
【0021】
本発明の植物葉脈吸収方法は、
バイオ膠または生分解性膠を用いた水性溶媒に、機能性材料を含む機能性材料懸濁溶媒を混合することにより、粘着性を有する機能性材料懸濁溶媒を形成するステップと、
酸性またはアルカリ性の水性溶媒に、粘着性を有する前記機能性材料懸濁溶媒を混合することにより、機能性材料を有する被覆体として、粘着性を有する、調整可能な表面電荷を有する機能性材料懸濁体を形成するステップと、
植物器官の表面を前記被覆体で覆うステップであって、前記機能性材料を含む機能性材料懸濁溶媒は、前記植物器官の表面の複数の気孔の拡張を促進するための気孔拡張材をさらに含み、前記植物器官は葉または変態葉である、ステップと、
バイオ膠または生分解性膠を用いた別の水性溶媒に重合安定化材料を混合することにより、保護体を形成するステップと、
前記被覆体の表面を前記保護体で覆うステップであって、前記重合安定化材料は、前記保護体および／または前記被覆体のバイオ膠または生分解性膠を安定化および重合させることにより、前記植物器官による前記機能性材料の吸収量および密度を増加させるものである、ステップと、を含む。
バイオ膠または生分解性膠を用いた水性溶媒に、機能性材料を含む機能性材料懸濁溶媒を混合することにより、粘着性を有する機能性材料懸濁溶媒を形成するステップと、
酸性またはアルカリ性の水性溶媒に、粘着性を有する前記機能性材料懸濁溶媒を混合することにより、機能性材料を有する被覆体として、粘着性を有する、調整可能な表面電荷を有する機能性材料懸濁体を形成するステップと、
植物器官の表面を前記被覆体で覆うステップであって、前記機能性材料を含む機能性材料懸濁溶媒は、前記植物器官の表面の複数の気孔の拡張を促進するための気孔拡張材をさらに含み、前記植物器官は葉または変態葉である、ステップと、
バイオ膠または生分解性膠を用いた別の水性溶媒に重合安定化材料を混合することにより、保護体を形成するステップと、
前記被覆体の表面を前記保護体で覆うステップであって、前記重合安定化材料は、前記保護体および／または前記被覆体のバイオ膠または生分解性膠を安定化および重合させることにより、前記植物器官による前記機能性材料の吸収量および密度を増加させるものである、ステップと、を含む。
【0022】
本発明に係る植物葉脈吸収方法は、前記保護体および／または前記被覆体の前記バイオ膠は、軟質鹿膠、硬質鹿膠、浮き袋膠、牛膠、兎膠、シードラックおよび／または三千本膠であり、前記生分解性膠は、ポリアミド、ポリビニルピロリドン（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）および／またはポリ酢酸ビニルである。
【0023】
本発明に係る植物葉脈吸収方法は、前記気孔拡張材は、フシコクシン（ｆｕｓｉｃｏｃｃｉｎ）であり、前記重合安定化材料はミョウバンイオンである。
【0024】
本発明に係る植物葉脈吸収方法は、前記被覆体は、前記植物器官の上に散布、塗布または被覆され、前記保護体は、前記被覆体の上に散布、塗布または被覆される。
【0025】
本発明に係る植物葉脈吸収方法は、前記機能性材料の粒径が２μｍ～５ｎｍである。
【0026】
本発明に係る植物葉脈吸収方法は、前記機能性材料の表面電荷によるゼータ電位（ｚｅｔａ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）が＋０～＋７５ｍｅＶである。
【発明の効果】
【0027】
本発明の植物葉脈吸収方法および植物改質用機能性材料は、以下の利点を有する。
【0028】
（１）、ナノ植物葉脈吸収技術を用いるため、植物の機能を損なわず、しかも、共存させることができる。
【0029】
（２）、機能性材料は、植物の器官が自然にアポトーシスするまで植物に機能的に存在することができる。
【0030】
（３）、ナノ植物葉脈吸収技術を通じて、植物遺伝子を修正したり導入したりすることなく、特殊な制御機能を達成することができる。
【0031】
（４）、ＥＵの安全指令の規範に合致し、より安全に使用し、国際化マーケティングに有利である。
【0032】
（５）、発光植物は植物の二酸化炭素固定化効果を高め、将来、カーボンネガティブや食糧増産に応用することが期待できる。
【0033】
（６）、エネルギーギャップエンジニアリングが可能なユニット、多元または高エントロピーの化合物、半導体および光電材料を組み合わせることによって、発光スペクトルを効果的に調整し、鑑賞性を向上させ、植物による炭素隔離や生理学的成長の機能を向上させることができ、ネット・ゼロカーボン排出や食糧増産への応用が期待できる。
【0034】
本発明の技術的特徴および達成し得る技術的効能の理解を深めるために、より良い実施例と詳細な説明を以下に示す。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】本発明の植物葉脈吸収方法、および保護体が被覆体の上に覆われていない植物改質用機能性材料の概略図である。
【図2】本発明の植物葉脈吸収方法、および保護体が被覆体の上に覆われた植物改質用機能性材料の概略図である。
【図3】本発明の植物葉脈吸収方法、および、植物改質用機能性材料が葉または変態葉である植物器官の表面に適用されたときの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0036】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明の実施の形態の図面における各部材の比率は、説明を容易に理解するために示され、実際の比率ではない。また、図に示すアセンブリの寸法の比率は、各部品とその構造を説明するためのものであり、もちろん、本発明はこれに限定されない。一方、理解を便利にするために、以下の実施の形態における同じ部品については、同じ符号を付して説明する。
【0037】
さらに、明細書全体および請求の範囲で使用される用語は、特に明記しない限り、通常、この分野、本明細書に開示される内容、および特別な内容で使用される各用語の通常の意味を有する。本発明を説明するために使用されるいくつかの用語は、当業者に本発明の説明に関する追加のガイダンスを提供するために、本明細書の以下または他の場所で説明される。
【0038】
次に、この記事で「含む」、「備える」、「有する」、「含有する」などの用語が使用されている場合、それらはすべてオープンな用語である。つまり、これらは、含むがこれに限定されないことを意味する。
【0039】
図１～図３に示すように、図１および図２は、本発明の植物改質用機能性材料の概略図であり、図３は、本発明の植物改質用機能性材料が植物器官の表面に適用されたときの概略図である。ここで、図３に示す植物器官３００は葉である。本発明の植物改質機能性材料１は、機能性材料１０を有する被覆体１００と、重合安定化材料２０を有する保護体２００とを含む。
機能性材料は、例えば、一元、多元または高エントロピーの化合物、半導体または光電気材料であり得る。
高エントロピー材料の例として、本発明の機能性材料の成分は、例えば、高エントロピー酸化物または高エントロピー酸化物ドープ半導体であり、ここで、高エントロピーとは、少なくとも５種類の元素を含み、５～３５の原子パーセントを有する元素である。
上記は一例に過ぎず、本発明の機能性材料を限定するものではない。
エネルギーギャップエンジニアリング設計を行うと、半導体および光電材料が、一元、多元または高エントロピーの化合物発光スペクトルを効果的に調整することができる。
例えば、本発明で使用される機能性材料は、希土類元素の場合には青色発光が可能であり、遷移元素の場合には青色発光、緑色発光および赤色発光、または複合発光が可能である。
本発明は、青色光、緑色、赤色の割合によって、発光スペクトルの色温度を調整することができる。
上記の植物の植物器官３００は、例えば、葉または変態葉、特に葉脈である。
ここで、上記の植物の植物器官３００は、選択的に前処理ステップを受けてもよく、例えば、本発明は、過酸化水素（ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｅｒｏｘｉｄｅ、ＨＰ）６．５ｇ～１６．５ｇ、ポリビニルピロリドン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ、ＰＶＰ）２ｇ～３０ｇ、ポリビニルアルコール（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ、ＰＶＡ）３ｇ～９ｇ、ネスタチン（Ｎｙｓｔａｔｉｎ）１，０００ Ｕｎｉｔ／ｍＬ～９００，０００ Ｕｎｉｔ／ｍＬ、および硫酸（Ｈ２ＳＯ４、９６％）５５０μＬを脱イオン水５０ｇ～５００ｇに均一に混合して、上記の植物器官３００の外表面に前処理を施してもよい。
本発明の植物表面改質体１、被覆体１００および保護体２００は、特定の構造形態に限定されるものではなく、液状、ゲル状または層状などであってもよく、植物の植物器官３００を覆うことができる限り、本発明に適用することができる。
図１および図２は、層状の被覆体１００および保護体２００を例示している。
層状構造形態であれば、層状を選択的に維持してもよいし、植物器官３００を覆うようにチップ状または粉末状に粉砕してもよい。
なお、被覆体１００および保護体２００は、透明性または光透過性を有するものであることが好ましく、光透過性を有するものであれば、植物器官の原色を保持するものであることが好ましい。
被覆体１００および保護体２００の寸法、例えば長さ、幅および厚さ、または使用量は、植物の植物器官３００を覆うことができる限り、本発明に適用することができるが、特に限定されるものではない。
また、被覆体１００および保護体２００の密度、硬度または可撓性などの性質も、植物の植物器官３００を覆うことができる限り、本発明に適用することができる。
機能性材料は、例えば、一元、多元または高エントロピーの化合物、半導体または光電気材料であり得る。
高エントロピー材料の例として、本発明の機能性材料の成分は、例えば、高エントロピー酸化物または高エントロピー酸化物ドープ半導体であり、ここで、高エントロピーとは、少なくとも５種類の元素を含み、５～３５の原子パーセントを有する元素である。
上記は一例に過ぎず、本発明の機能性材料を限定するものではない。
エネルギーギャップエンジニアリング設計を行うと、半導体および光電材料が、一元、多元または高エントロピーの化合物発光スペクトルを効果的に調整することができる。
例えば、本発明で使用される機能性材料は、希土類元素の場合には青色発光が可能であり、遷移元素の場合には青色発光、緑色発光および赤色発光、または複合発光が可能である。
本発明は、青色光、緑色、赤色の割合によって、発光スペクトルの色温度を調整することができる。
上記の植物の植物器官３００は、例えば、葉または変態葉、特に葉脈である。
ここで、上記の植物の植物器官３００は、選択的に前処理ステップを受けてもよく、例えば、本発明は、過酸化水素（ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｅｒｏｘｉｄｅ、ＨＰ）６．５ｇ～１６．５ｇ、ポリビニルピロリドン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ、ＰＶＰ）２ｇ～３０ｇ、ポリビニルアルコール（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ、ＰＶＡ）３ｇ～９ｇ、ネスタチン（Ｎｙｓｔａｔｉｎ）１，０００ Ｕｎｉｔ／ｍＬ～９００，０００ Ｕｎｉｔ／ｍＬ、および硫酸（Ｈ２ＳＯ４、９６％）５５０μＬを脱イオン水５０ｇ～５００ｇに均一に混合して、上記の植物器官３００の外表面に前処理を施してもよい。
本発明の植物表面改質体１、被覆体１００および保護体２００は、特定の構造形態に限定されるものではなく、液状、ゲル状または層状などであってもよく、植物の植物器官３００を覆うことができる限り、本発明に適用することができる。
図１および図２は、層状の被覆体１００および保護体２００を例示している。
層状構造形態であれば、層状を選択的に維持してもよいし、植物器官３００を覆うようにチップ状または粉末状に粉砕してもよい。
なお、被覆体１００および保護体２００は、透明性または光透過性を有するものであることが好ましく、光透過性を有するものであれば、植物器官の原色を保持するものであることが好ましい。
被覆体１００および保護体２００の寸法、例えば長さ、幅および厚さ、または使用量は、植物の植物器官３００を覆うことができる限り、本発明に適用することができるが、特に限定されるものではない。
また、被覆体１００および保護体２００の密度、硬度または可撓性などの性質も、植物の植物器官３００を覆うことができる限り、本発明に適用することができる。
【0040】
本発明では、被覆体１００は、例えば、散布、塗布、または被覆などの方法で植物の植物器官３００の表面３０２を覆うことができる。
ここで、被覆体１００は、フシコッシン（ｆｕｓｉｃｏｃｃｉｎ）のような気孔拡張材をさらに含み、被覆体１００に対するフシコッシンの含有量は約１７０μＭ以下であり、フシコッシンは、植物器官３００の表面３０２の気孔の拡張を促進する機能を有し、気孔を円滑に開くことができ、機能性材料１０が葉の葉脈周辺の気孔等の植物器官３００を介して植物内に吸収されるのを容易にする。
被覆体１００は、バイオ膠または生分解性膠の粘着性を有する、調節可能な表面電荷を有する水性基材である。
ここで、本発明の対象とする水性基材は、例えば水性溶媒であり、例えば水性液体またはエアロゾルであってもよい。
バイオ膠は、例えば、軟質鹿膠、硬質鹿膠、浮き袋膠、牛膠、兎膠、シートラックおよび／または三千本膠である。
生分解性膠は、例えば、ポリアミド、ポリビニルピロリドン（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）および／またはポリ酢酸ビニルである。被覆体１００に対するバイオ膠または生分解性膠の重量百分率は、約３５％以下であることが好ましい。
本発明では、自己分解可能なバイオ膠または生分解性膠が使用され、機能性材料１０が植物に吸収されると、植物器官３００の表面に覆われたバイオ膠または生分解性膠が分解または生分解され、植物の成長機能を阻害して植物に損傷を与えないようにすることができる。
被覆体１００の水性基材は、例えば、酸性水性基材またはアルカリ性水性基材であり、酸性水性基材は、クエン酸、コハク酸、タンニン酸、サリチル酸、リンゴ酸、アスコルビン酸、没食子酸、塩酸、硝酸および／または酢酸を含む水性溶媒である。
アルカリ性水性基材は、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウムおよび／または水酸化カリウムを含む水性溶媒である。
このように、本発明の被覆体１００は、バイオ膠または生分解性膠の粘着性を有する、調整可能な表面電荷を有する水性基材である。
ここで、被覆体１００は、フシコッシン（ｆｕｓｉｃｏｃｃｉｎ）のような気孔拡張材をさらに含み、被覆体１００に対するフシコッシンの含有量は約１７０μＭ以下であり、フシコッシンは、植物器官３００の表面３０２の気孔の拡張を促進する機能を有し、気孔を円滑に開くことができ、機能性材料１０が葉の葉脈周辺の気孔等の植物器官３００を介して植物内に吸収されるのを容易にする。
被覆体１００は、バイオ膠または生分解性膠の粘着性を有する、調節可能な表面電荷を有する水性基材である。
ここで、本発明の対象とする水性基材は、例えば水性溶媒であり、例えば水性液体またはエアロゾルであってもよい。
バイオ膠は、例えば、軟質鹿膠、硬質鹿膠、浮き袋膠、牛膠、兎膠、シートラックおよび／または三千本膠である。
生分解性膠は、例えば、ポリアミド、ポリビニルピロリドン（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）および／またはポリ酢酸ビニルである。被覆体１００に対するバイオ膠または生分解性膠の重量百分率は、約３５％以下であることが好ましい。
本発明では、自己分解可能なバイオ膠または生分解性膠が使用され、機能性材料１０が植物に吸収されると、植物器官３００の表面に覆われたバイオ膠または生分解性膠が分解または生分解され、植物の成長機能を阻害して植物に損傷を与えないようにすることができる。
被覆体１００の水性基材は、例えば、酸性水性基材またはアルカリ性水性基材であり、酸性水性基材は、クエン酸、コハク酸、タンニン酸、サリチル酸、リンゴ酸、アスコルビン酸、没食子酸、塩酸、硝酸および／または酢酸を含む水性溶媒である。
アルカリ性水性基材は、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウムおよび／または水酸化カリウムを含む水性溶媒である。
このように、本発明の被覆体１００は、バイオ膠または生分解性膠の粘着性を有する、調整可能な表面電荷を有する水性基材である。
【0041】
本発明の機能性材料１０は、特定の機能性材料に限定されるものではなく、植物を毒化しない状態で植物を発光させたり、植物により多くの性質を付与したりするなど、様々な機能を発揮する機能性を備えた任意の材料であってもよい。
例えば、機能性材料１０が針先状やウニ状の金ナノ粒子であれば励起光源となり、紫外線を照射されることにより植物を発光させることができる。
本発明の機能性材料１０は、例えば葉のような植物器官３００の気孔の孔径よりも遥かに小さい粒径を有し、機能性材料１０は、ナノ材料、サブナノ材料、またはマイクロナノ材料であり、機能性材料１０の粒径は、例えば、２μｍ～５ｎｍである。
機能性材料１０の表面電荷によるゼータ電位（ｚｅｔａ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）は、＋０～＋７５ｍｅＶである。
機能性材料１０が植物器官３００に入る深さには表面電荷によるゼータ電位が影響し、機能性材料表面のゼータ電位が＋５～＋７５ｍｅＶであれば、機能性材料１０が格子状細胞や欄状細胞内、さらには葉緑体に入るのを助ける。
機能性材料１０の表面のゼータ電位が－１～－６５ｍｅＶであれば、機能性材料１０が植物の表皮に留まって細胞を保護するのに役立つ。
一方、従来技術の植物塗料の多くは植物の表面を覆う保護剤に過ぎない。
例えば、機能性材料１０が針先状やウニ状の金ナノ粒子であれば励起光源となり、紫外線を照射されることにより植物を発光させることができる。
本発明の機能性材料１０は、例えば葉のような植物器官３００の気孔の孔径よりも遥かに小さい粒径を有し、機能性材料１０は、ナノ材料、サブナノ材料、またはマイクロナノ材料であり、機能性材料１０の粒径は、例えば、２μｍ～５ｎｍである。
機能性材料１０の表面電荷によるゼータ電位（ｚｅｔａ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）は、＋０～＋７５ｍｅＶである。
機能性材料１０が植物器官３００に入る深さには表面電荷によるゼータ電位が影響し、機能性材料表面のゼータ電位が＋５～＋７５ｍｅＶであれば、機能性材料１０が格子状細胞や欄状細胞内、さらには葉緑体に入るのを助ける。
機能性材料１０の表面のゼータ電位が－１～－６５ｍｅＶであれば、機能性材料１０が植物の表皮に留まって細胞を保護するのに役立つ。
一方、従来技術の植物塗料の多くは植物の表面を覆う保護剤に過ぎない。
【0042】
本発明では、保護体２００は、例えば、散布、塗布、または被覆などの方法で被覆体１００の表面に覆われてもよく、保護体２００は、保護体２００および／または被覆体１００のバイオ膠または生分解性膠を安定化および重合させることにより、植物器官３００による機能性材料１０の吸収量および密度を増加させるための重合安定化材料２０を有する。
保護体２００の重合安定化材料２０は、例えば、バイオ膠または生分解性膠を重合させて安定化するミョウバンイオンである。
保護体２００に対する重合安定化材料２０の重量百分率は、約３５％以下であることが好ましい。
ここで、保護体２００は、上記のバイオ膠または生分解性膠を有する別の水性基材であり、保護体２００に対するバイオ膠または生分解性膠の重量百分率は、約６３％以下であることが好ましい。
その中で、バイオ膠は、軟質鹿膠、硬質鹿膠、浮き袋膠、牛膠、兎膠、粒膠および／または三千本膠である。前記生分解性膠は、ポリアミド、ポリビニルピロリドン（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）および／またはポリ酢酸ビニルである。
保護体２００の重合安定化材料２０は、例えば、バイオ膠または生分解性膠を重合させて安定化するミョウバンイオンである。
保護体２００に対する重合安定化材料２０の重量百分率は、約３５％以下であることが好ましい。
ここで、保護体２００は、上記のバイオ膠または生分解性膠を有する別の水性基材であり、保護体２００に対するバイオ膠または生分解性膠の重量百分率は、約６３％以下であることが好ましい。
その中で、バイオ膠は、軟質鹿膠、硬質鹿膠、浮き袋膠、牛膠、兎膠、粒膠および／または三千本膠である。前記生分解性膠は、ポリアミド、ポリビニルピロリドン（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）および／またはポリ酢酸ビニルである。
【0043】
ここで、上記保護体２００の他の水性基材は、例えば、酸性水性基材またはアルカリ性水性基材であり、酸性水性基材は、クエン酸、コハク酸、タンニン酸、サリチル酸、リンゴ酸、アスコルビン酸、没食子酸、塩酸、硝酸および／または酢酸を含む水性溶媒である。
アルカリ性水性基材は、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウムおよび／または水酸化カリウムを含む水性溶媒である。
上記保護体２００は、被覆体１００が施された植物器官の表面に散布または塗布され、安定して重合させた膠が植物器官の表面にある機能性材料に被覆されて保護層を形成し、気孔または葉脈に入る機能性材料の量および密度を増加させる。
アルカリ性水性基材は、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウムおよび／または水酸化カリウムを含む水性溶媒である。
上記保護体２００は、被覆体１００が施された植物器官の表面に散布または塗布され、安定して重合させた膠が植物器官の表面にある機能性材料に被覆されて保護層を形成し、気孔または葉脈に入る機能性材料の量および密度を増加させる。
【0044】
一実施形態において、本発明の植物表面改質体である被覆体１００および保護体２００は、液状またはゲル状、さらには層状の被覆体１００および保護体２００を例に挙げて、以下のように製造される。
被覆体１００を作製する場合には、まず、バイオ膠または生分解性膠を用いた水性溶媒に、機能性材料１０を含む機能性材料懸濁溶媒を混合することにより、粘着性を有する機能性材料懸濁溶媒を形成する。ここで、上記機能性材料を含む機能性材料懸濁溶媒１０は、この植物器官の表面の複数の気孔の拡張を促進するために、０～１７０μＭ以下のフシコクシンなどの気孔拡張材をさらに含む。
次いで、酸性またはアルカリ性水性溶媒にこの粘着性を有する機能性材料懸濁溶媒を混合することにより、粘着性を有する、調整可能な表面電荷を有する機能性材料懸濁体を形成し、これは機能性材料懸濁溶媒であり、植物器官３００を上記機能性材料１０の被覆体１００で覆うように植物器官３００に塗布するのに有用である。
保護体２００を作製する場合には、バイオ膠または生分解性膠を用いた水性溶媒に、ミョウバンイオンのような重合安定化材料を混合することにより、被覆体１００の表面を被覆するために上記のように使用される保護体２００を形成する。
イオン濃度は、溶媒重量％で０～２０％である。イオンはゲルを重合させて安定化する。
被覆体１００を作製する場合には、まず、バイオ膠または生分解性膠を用いた水性溶媒に、機能性材料１０を含む機能性材料懸濁溶媒を混合することにより、粘着性を有する機能性材料懸濁溶媒を形成する。ここで、上記機能性材料を含む機能性材料懸濁溶媒１０は、この植物器官の表面の複数の気孔の拡張を促進するために、０～１７０μＭ以下のフシコクシンなどの気孔拡張材をさらに含む。
次いで、酸性またはアルカリ性水性溶媒にこの粘着性を有する機能性材料懸濁溶媒を混合することにより、粘着性を有する、調整可能な表面電荷を有する機能性材料懸濁体を形成し、これは機能性材料懸濁溶媒であり、植物器官３００を上記機能性材料１０の被覆体１００で覆うように植物器官３００に塗布するのに有用である。
保護体２００を作製する場合には、バイオ膠または生分解性膠を用いた水性溶媒に、ミョウバンイオンのような重合安定化材料を混合することにより、被覆体１００の表面を被覆するために上記のように使用される保護体２００を形成する。
イオン濃度は、溶媒重量％で０～２０％である。イオンはゲルを重合させて安定化する。
【0045】
一般的な室内植物のディフェンバキア（平均２３５ｇ）で炭素隔離試験を行い、１５日を周期とする光試験（１日の８時間のうち１／１０日光照射）を経れば、通常ディフェンバキアとしての発光ディフェンバキアは、隔離可能な炭素が８５６ｍｇであり、５０％葉面散布で葉脈を介して吸収される発光ディフェンバキアは、隔離可能な炭素が１２０４ｍｇであり、このことから４０．６％の炭素隔離能力を増加することができ、発光植物は、夜間に観賞植物の新しい体験を生み出すことができ、炭素の捕捉と中和を同時に行うことができ、炭素隔離能力を４０．６％向上させる。
【0046】
以上のように、本発明の植物葉脈吸収方法および植物改質用機能性材料は、全く新しい植物表面の機能性改質技術により、植物表面を改質することにより、特別な物理的または化学的機能を効果的に付与することができ、しかも、改質した後も、植物は依然として自然に成長することができ、天然植物に広く効果的に適用することができ、機能性植物による園芸および農業の進歩を効果的に促進することができる。
また、植物表面改質技術を用いることにより、植物表面の機能を維持、さらに共存することができる機能性材料は、植物器官が自然にアポトーシスするまで植物表面に機能的に存在することができる。
植物表面改質技術により、植物の遺伝子を改変したり導入したりすることなく、特殊な機能を達成することができる。
また、植物表面改質技術を用いることにより、植物表面の機能を維持、さらに共存することができる機能性材料は、植物器官が自然にアポトーシスするまで植物表面に機能的に存在することができる。
植物表面改質技術により、植物の遺伝子を改変したり導入したりすることなく、特殊な機能を達成することができる。
【0047】
以上の記述は例を挙げたものにすぎず、限定するものではない。本発明の精神及び範疇から逸脱しない、それに対して行ういかなる同等効果の修正又は変更も、請求の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0048】
１ 植物表面改質体
１０ 機能性材料
２０ 重合安定化材料
１００ 被覆体
２００ 保護体
３００ 植物器官
３０２ 表面
１０ 機能性材料
２０ 重合安定化材料
１００ 被覆体
２００ 保護体
３００ 植物器官
３０２ 表面
【図1】
【図2】
【図3】