Kvantne točke(QD) se odnose na nanočestice poluvodiča čija je veličina manja od Bohrovog radijusa ekscitona i pokazuju učinke kvantnog ograničenja. Zbog učinka kvantnog ograničenja, emisija fluorescencije kvantnih točaka povezana je s njihovim promjerom i kemijskim sastavom. Slaganjem s površinama poluvodiča mogu se poboljšati njihova optička i fotokemijska svojstva. Tradicionalne kvantne točke uglavnom se sastoje od elemenata teških metala. Iako se njihova izvrsna izvedba naširoko koristi u područjima kao što su biološko snimanje, elektrokemija i pretvorba energije, elementi teških metala mogu uzrokovati onečišćenje okoliša i utjecati na zdravlje organizama.
Ugljične kvantne točke (CQD)tipično se odnose na monodisperzne sferne nano ugljikove materijale veličine manje od 10 nm, sastavljene od sp2/sp3 ugljikove jezgre i vanjskih funkcionalnih skupina kisik/dušik. Ima izvrsne performanse slične tradicionalnim poluvodičkim kvantnim točkama, ali može učinkovito prevladati nedostatke visoke toksičnosti i slabe biokompatibilnosti. Ima širok raspon izvora, lako ga je sintetizirati i lako funkcionalizirati, što ga čini idealnim zamjenskim materijalom za tradicionalne poluvodičke kvantne točke.
Kemijska struktura
Kvantne točke ugljika obično su sferne čestice promjera manjeg od 10 nm, sastavljene od sp2/sp3 klastera ugljika s amorfnom ili nanokristalnom strukturom. Istraživanja su otkrila da se struktura i fizikalno-kemijska svojstva ugljikovih kvantnih točaka mogu selektivno mijenjati uvođenjem različitih površinskih defekata, dopiranjem heteroatomima i funkcionalnim skupinama.
Optička svojstva ugljikovih kvantnih točaka
Ugljične kvantne točke imaju različita izvrsna optička svojstva, kao što su optička apsorpcija, fotoluminiscencija, kemiluminiscencija i elektrokemiluminiscencija. Ta su optička svojstva temelj za primjenu ugljičnih kvantnih točaka u višestrukim područjima.
Optička apsorpcija
Prijelaz π - π * C=C veze omogućuje ugljikovim kvantnim točkama jaku optičku apsorpciju u ultraljubičastom području i može se proširiti na područje vidljivog svjetla. Neke ugljikove kvantne točke također će proći n - π * prijelaze na C=O vezi. Spektar apsorpcije može se prilagoditi uvođenjem funkcionalnih skupina i površinskom pasivizacijom.
Fotoluminiscencija
Kvantni učinci ugljikovih kvantnih točaka različitih veličina uzrokovani su različitim emisijskim zamkama na površini, a učinkovita površinska pasivizacija nužan je uvjet da ugljikove kvantne točke imaju jaku fotoluminiscenciju. Različita pasivizacija površine može postići željene performanse fotoluminiscencije. Osim toga, fotoluminiscencija ugljikovih kvantnih točaka također ovisi o pH.
Povećanje luminiscencije
Povećanje luminiscencije (UCPL) odnosi se na optički fenomen u kojem tvar istovremeno apsorbira dva ili više fotona, što ukazuje na valnu duljinu emisije manju od valne duljine pobude (anti-Stokesova emisija). Istraživanja sugeriraju da luminiscencija uz pretvorbu potječe od prijelaza s visokoenergetskih π orbitala na σ Orbitalno opuštanje elektrona može biti uzrokovano curenjem iz sekundarnog difrakcijskog dijela monokromatora u fluorescentnom spektrometru.
Kemiluminiscencija
Ugljične kvantne točke pokazuju kemiluminiscenciju (CL) kada koegzistiraju s MnO4- ili Ce4+. Vjeruje se da je razlog kemiluminiscencije podudarnost zračenja uzrokovanog elektronima generiranim kemijskom redukcijom i rupama generiranim toplinskom pobudom.
Elektrokemiluminiscencija
Kvantne točke ugljika pokazuju svojstva elektrokemiluminiscencije (ECL). Pod djelovanjem napona, prijenos elektrona generiran oksidacijsko-redukcijskim stanjem ugljičnih kvantnih točaka anihilira, formirajući pobuđeno stanje, koje generira signal elektrokemiluminiscencije tijekom relaksacijskog procesa povratka u osnovno stanje.
Izvedba elektroničkog prijenosa
Pobuđena stanja i povezani prijelazni fenomeni ugljikovih kvantnih točaka povezani su s emisijom fluorescencije i redoks procesima. Izvedba foto induciranog prijenosa elektrona (PET) temelj je za pretvorbu energije i katalitičku primjenu ugljikovih kvantnih točaka. Istraživanja su otkrila da na performanse prijenosa elektrona ugljikovih kvantnih točaka uglavnom utječe dopiranje ugljikovih jezgri, funkcionalnih skupina i heteroatoma.
Biološka izvedba
Ugljične kvantne točke imaju znatno veću biokompatibilnost od ostalih nanomaterijala. Istraživanje je pokazalo da većina kvantnih točaka čistog ugljika i površinski pasiviziranih kvantnih točaka ugljika nema značajnu citotoksičnost. U nekoliko slučajeva, površinska pasivizacija i funkcionalizacija mogu dovesti do niže biološke toksičnosti ugljikovih kvantnih točaka.
SAT NANO je dobavljač ugljikovih kvantnih točaka u Kini, možemo ponuditi plavu i zelenu fluorescenciju, ako imate nešto zanimljivo, slobodno nas kontaktirajte na admin@satnano.com
