Sinteza odUgljične kvantne točke
Sinteza ugljikovih kvantnih točaka može se uglavnom podijeliti u dvije kategorije: metoda odozgo prema dolje i metoda odozdo prema gore. Kroz prethodnu obradu, pripremu i naknadnu obradu, ugljične kvantne točke mogu se kontrolirati u veličini, pasivizirati na površini, dopirati heteroatomima i nanokompozitima kako bi se zadovoljili zahtjevi.
Pristup odozgo prema dolje
Top down metoda: metoda laserske ablacije, elektrokemijska metoda, metoda lučnog pražnjenja.
lučno pražnjenje
Dr. Xu je sintetizirao plave i žute fluorescentne nanočestice ugljika koristeći ugljični pepeo kao izvor ugljika koristeći metodu lučnog pražnjenja. Bottini i sur. sintetizirao žutozelene fluorescentne ugljikove kvantne točke koristeći ugljikove nanocijevi s jednom stijenkom kao izvore ugljika. Sun i sur. pripremljene ugljikove kvantne točke s veličinama čestica nanokompozita manjim od 10 nm, koje se mogu koristiti za fotoelektričnu pretvorbu.
Metoda s lučnim pražnjenjem ima relativno nizak prinos, složeno pročišćavanje, teško prikupljanje proizvoda, visok sadržaj kisika i ne zahtijeva modifikaciju površine. Njegov mehanizam luminiscencije može biti sličan onom ugljikovih nanocijevi.
Metoda laserske ablacije
Dr. Sun je laserskom ablacijom pripremio fluorescentne ugljične kvantne točke koristeći ugljik kao metu.
Dr. Hu je sintetizirao ugljikove kvantne točke uz istovremenu funkcionalizaciju površine pomoću metode laserske ablacije u jednom koraku.
Metoda laserske ablacije zahtijeva skupe instrumente i dodavanje organskih otapala za promjenu stanja površine kako bi se proizvele fluorescentne ugljikove kvantne točke.
Elektrokemijska metoda
Metoda elektrokemijske oksidacije odnosi se na metodu pripreme ugljikovih kvantnih točaka oksidacijom izvora ugljika W pomoću elektrokemijskih metoda. Zhou i sur. dobivene ugljikove kvantne točke elektrokemijskom oksidacijom ugljikovih nanocijevi s više stijenki (MwCNT).
Elektrokemijske metode imaju jedinstvene prednosti u analizi površinske strukture i istraživanju mehanizma luminescencije, uključujući nisku cijenu materijala, blage uvjete, jednostavnu naknadnu obradu.
Pristup odozdo prema gore
Metoda odozdo prema gore: metoda organske karbonizacije, mikrovalna metoda, hidrotermalna metoda, metoda izgaranja, metoda ultrazvučne obrade itd.
Metoda organske karbonizacije
Metoda organske karbonizacije: Ugljične kvantne točke koje mogu emitirati fluorescenciju mogu se dobiti karbonizacijom organskih prekursora, a mogu se pripremiti ugljikove kvantne točke topljive u vodi/ulju s površinskom funkcionalizacijom. Metode organske karbonizacije mogu se podijeliti u dvije kategorije: karbonizacija zagrijavanjem i karbonizacija kiselom dehidracijom. Ova metoda može promijeniti izvedbu ugljičnih kvantnih točaka odabirom različitih prekursora karbonizacije ili različitih sredstava za površinski premaz
Mikrovalna metoda
Mikrovalovi se odnose na elektromagnetske valove s frekvencijom valne duljine između 300 MHz i 300 GHz. Karakteristike mikrovalova su koncentracija energije, ujednačenost, visoka učinkovitost i kratko vrijeme reakcije. Različiti izvori ugljika kao što su saharoza, grafit oksid (GO), glukoza, kitozan, polietilen glikol, dimetilformamid (DMF) itd. mogu se odabrati za pripremu odgovarajućih ugljikovih kvantnih točaka.
Hidrotermalna metoda
Sintetizirajte tvari u reaktoru koristeći vodu kao otapalo u uvjetima visoke temperature i tlaka. Njegova metoda proširenja je solvotermalna metoda koja koristi organska otapala. Hidrotermalni proces pripreme je relativno jednostavan i lako ga je kontrolirati. Istovremena reakcija u zatvorenom prostoru može spriječiti isparavanje organske tvari. Svojstva proizvedenih ugljikovih kvantnih točaka razlikuju se ovisno o korištenom otapalu.
Metoda izgaranja
Proces pripreme ugljičnih kvantnih točaka metodom izgaranja jednostavan je za rukovanje, zahtijeva male zahtjeve za opremom i ima veliku ponovljivost, ali je distribuciju veličine čestica proizvoda teško kontrolirati.
Ultrazvučna metoda liječenja
Dr. Li je dodao aktivni ugljen u vodu s vodikovim peroksidom kako bi stvorio crnu suspenziju. Suspenzija razrijeđena ultrazvučnim tretmanom na sobnoj temperaturi zatim se vakuumski dijalizira pomoću celulozne membrane kako bi se uklonile nefluorescentne tvari. Funkcionalizirane ugljikove nanočestice (FCNP) dobivene nakon filtracije. Metoda ultrazvučne obrade za pripremu ugljičnih kvantnih točaka zahtijeva niske zahtjeve za opremom, jednostavan rad, nisku cijenu, visok prinos i nisku potrošnju energije.
Za istraživanje primjene ili mehanizma potrebno je kontrolirati veličinu ugljikovih kvantnih točaka. Trenutno je uobičajena metoda priprema ugljikovih kvantnih točaka u nanoreaktorima. Organski početni materijal apsorbira se u porozni nanoreaktor kroz kapilarne sile, a organski početni materijal se krekira u nanoreaktoru kako bi se uklonio nanoreaktor i dobile ugljikove kvantne točke.
Pasivizacija i funkcionalizacija površina
Kvantna učinkovitost ugljikovih kvantnih točaka bez površinske pasivizacije obično je vrlo niska. Kako bi se zadovoljile specifične potrebe primjene, ljudi pasiviziraju i funkcionaliziraju ugljikove kvantne točke putem kovalentnog vezanja, koordinacije, π - π interakcije, sol gel interakcije i na druge načine. Funkcionalizacija ugljikovih kvantnih točaka može poboljšati njihova optička i fizikalno-kemijska svojstva.
Dopiranje heteroatoma
Dopiranje heteroatomima obično se koristi za regulaciju luminiscencije tvari. Uobičajeni heteroatomi uključuju dušik (N), sumpor (S), fosfor (P), silicij (Si), itd. Dopiranje dušikom (N) može značajno povećati fotoluminiscenciju, a intenzitet emisije povezan je sa sadržajem dušika; Ugljične kvantne točke dopirane silicijem (Si) mogu pokazati specifičan odgovor na H2O2.
Kompozit ugljikovih kvantnih točaka
Kompoziti s ugljikovim kvantnim točkama mogu kombinirati svoja fluorescentna svojstva s električnim, magnetskim, optičkim i drugim svojstvima anorganskih nanočestica kako bi zadovoljili potrebe različitih područja primjene. Prema svojstvima kompozitni materijali mogu se podijeliti u dvije vrste: kompoziti plemenitih metala (kao što je Ag) i kompoziti poluvodiča (kao što su TiO2, Fe2O3, Cu2O itd.).
Primjena ugljikovih kvantnih točaka
Ugljične kvantne točke imaju mnoga izvrsna svojstva kao što su jaka fotoluminiscencija, jaka sposobnost prijenosa elektrona i dobra biokompatibilnost te imaju ogromnu potencijalnu vrijednost primjene u poljima kao što su biologija, medicina, kemijsko inženjerstvo i elektronika
Bioimaging
Jaka luminiscencija i dobra biološka niska toksičnost ugljikovih kvantnih točaka mogu se koristiti za zamjenu poluvodičkih kvantnih točaka i organskih boja. U usporedbi s tradicionalnim staničnim markerima, njihova najveća prednost je luminiscencija u više boja, što je korisno za istraživače za kontrolu i odabir valnih duljina ekscitacije i emisije prema različitim potrebama snimanja. S produbljivanjem istraživanja, selektivno ciljanje stanica ugljikovih kvantnih točaka ima široke izglede za primjenu u polju biološke slike u budućnosti.
Liječenje bolesti
Kvantne točke ugljika mogu poslužiti kao fotosenzibilizatori za određene specifične tumore, dok kvantne točke ugljika grupirane u određenim područjima mogu inhibirati rast stanica raka zračenjem specifične valne duljine. Istraživači ga također koriste kao nanonosač i tragač za praćenje procesa isporuke lijekova ili gena. Praćenjem fluorescentnog signala ugljičnih kvantnih točaka može se zaključiti o učinku isporuke lijekova, čime se optimizira metoda ubrizgavanja i doziranje lijekova.
Luminescentni materijali
Zbog izvrsnih optoelektroničkih svojstava, ugljikove kvantne točke mogu se koristiti za fotoelektričnu pretvorbu. Mirčev i sur. pripremljene solarne ćelije s titanijevim dioksidom osjetljive na ugljičnu kvantnu točku.
Fotokatalitičke primjene
Površina ugljikovih kvantnih točaka ima obilje funkcionalnih skupina i izvrsnu sposobnost prijenosa elektrona, što im daje izvrsnu fotokatalitičku i elektrokemijsku katalitičku izvedbu. Yu i sur. pripremljene ugljikove kvantne točke P25 TiO2 nanokompoziti korištenjem hidrotermalne metode u jednom koraku. Kvantne točke ugljika služe kao skladišni bazeni elektrona i mogu učinkovito promicati katalitičko stvaranje vodika P25 TiO2 pod UV zračenjem.
Kemijski senzor
Niska toksičnost, biokompatibilnost i fotostabilnost ugljikovih kvantnih točaka mogu se koristiti za otkrivanje molekula kao što su metalni ioni, metali i anioni.
Fluorescentna tinta
Ugljične kvantne točke mogu emitirati značajnu fluorescenciju pod ultraljubičastim zračenjem i imaju jaku fotostabilnost, što ih čini korištenim kao fluorescentne tinte. Gao i sur. tiskane bezbojne karbonske kvantne točke na izrezima papira za tintu protiv krivotvorenja i enkripciju informacija.
SAT NANO je jedan od najboljih dobavljača CQD nanočestica s kvantnim točkama ugljika u Kini, ako imate nešto zanimljivo, slobodno nas kontaktirajte na admin@satnano.com
