Kuantum noktaları(QD'ler), boyutu eksitonun Bohr yarıçapından daha küçük olan ve kuantum sınırlama etkileri sergileyen yarı iletken nanoparçacıkları ifade eder. Kuantum sınırlama etkisi nedeniyle kuantum noktalarının floresans emisyonu, bunların çapı ve kimyasal bileşimi ile ilişkilidir. Yarı iletken yüzeylerle bir araya getirilerek optik ve fotokimyasal özellikleri geliştirilebilir. Geleneksel kuantum noktaları çoğunlukla ağır metal elementlerden oluşur. Mükemmel performansları biyolojik görüntüleme, elektrokimya ve enerji dönüşümü gibi alanlarda yaygın olarak kullanılmasına rağmen ağır metal elementler çevre kirliliğine neden olabilir ve organizmaların sağlığını etkileyebilir.
Karbon Kuantum Noktaları (CQD'ler)tipik olarak sp2/sp3 karbon çekirdeği ve dış oksijen/nitrojen fonksiyonel gruplarından oluşan, boyutu 10 nm'den küçük olan tek dağılımlı küresel nano karbon malzemeleri ifade eder. Geleneksel yarı iletken kuantum noktalarına benzer mükemmel bir performansa sahiptir, ancak yüksek toksisite ve zayıf biyouyumluluk kusurlarının etkili bir şekilde üstesinden gelebilir. Çok çeşitli kaynaklara sahiptir, sentezlenmesi kolaydır ve işlevselleştirilmesi kolaydır; bu da onu geleneksel yarı iletken kuantum noktaları için ideal bir alternatif malzeme haline getirir.
Kimyasal yapı
Karbon kuantum noktaları genellikle amorf veya nanokristal yapılara sahip sp2/sp3 karbon kümelerinden oluşan, çapı 10 nm'den küçük olan küresel parçacıklardır. Araştırma, karbon kuantum noktalarının yapısının ve fizikokimyasal özelliklerinin, farklı yüzey kusurları, heteroatomlarla katkılama ve fonksiyonel gruplar eklenerek seçici olarak değiştirilebileceğini buldu.
Karbon kuantum noktalarının optik özellikleri
Karbon kuantum noktaları, optik absorpsiyon, fotolüminesans, kemilüminesans ve elektrokemilüminesans gibi çeşitli mükemmel optik özelliklere sahiptir. Bu optik özellikler, karbon kuantum noktalarının birçok alanda uygulanmasının temelini oluşturur.
Optik absorpsiyon
C=C bağının π - π * geçişi, karbon kuantum noktalarının ultraviyole bölgede güçlü optik absorpsiyona sahip olmasını ve görünür ışık bölgesine kadar uzanabilmesini sağlar. Bazı karbon kuantum noktaları da C=O bağında n - π * geçişlerine uğrayacaktır. Absorbsiyon spektrumu, fonksiyonel gruplar ve yüzey pasifleştirmesi eklenerek ayarlanabilir.
Fotolüminesans
Farklı boyutlardaki karbon kuantum noktalarının kuantum etkileri, yüzeydeki farklı emisyon tuzaklarından kaynaklanır ve etkin yüzey pasifleştirmesi, karbon kuantum noktalarının güçlü fotolüminesansa sahip olması için gerekli bir koşuldur. Farklı yüzey pasivasyonu istenen fotolüminesans performansını sağlayabilir. Ek olarak karbon kuantum noktalarının fotolüminesansı da pH'a bağlıdır.
Yukarı dönüşüm lüminesansı
Yukarı dönüşüm lüminesansı (UCPL), bir maddenin aynı anda iki veya daha fazla fotonu emdiği optik fenomeni ifade eder; bu, uyarılma dalga boyundan daha küçük bir emisyon dalga boyuna işaret eder (anti Stokes emisyonu). Araştırmalar, yukarı dönüşüm lüminesansının, yüksek enerjili π yörüngelerinden σ Orbital elektron gevşemesine geçişten kaynaklandığını, bir floresans spektrometresindeki monokromatörün ikincil kırınım kısmından gelen sızıntıdan kaynaklanabileceğini öne sürüyor.
Kemilüminesans
Karbon kuantum noktaları, MnO4- veya Ce4+ ile bir arada bulunduğunda kemilüminesans (CL) sergiler. Kimyasal indirgeme yoluyla üretilen elektronların ve termal uyarım yoluyla oluşturulan deliklerin neden olduğu radyasyonun tesadüfünün, kemilüminesansın nedeni olduğuna inanılmaktadır.
Elektrokemilüminesans
Karbon kuantum noktaları elektrokemilüminesans (ECL) özellikleri sergiler. Gerilimin etkisi altında, karbon kuantum noktalarının oksidasyon-indirgeme durumu tarafından üretilen elektron transferi yok olur ve uyarılmış bir durum oluşturur; bu, temel duruma dönmenin gevşeme süreci sırasında bir elektrokemilüminesans sinyali üretir.
Elektronik aktarım performansı
Karbon kuantum noktalarının uyarılmış durumları ve ilgili geçici olayları, floresans emisyonu ve redoks süreçleriyle ilgilidir. Foto kaynaklı elektron transferinin (PET) performansı, enerji dönüşümü ve karbon kuantum noktalarının katalitik uygulamalarının temelini oluşturur. Araştırma, karbon kuantum noktalarının elektron transfer performansının esas olarak karbon çekirdeğinin, fonksiyonel grupların ve heteroatomların katkılanmasından etkilendiğini bulmuştur.
Biyolojik performans
Karbon kuantum noktaları diğer nanomalzemelere göre önemli ölçüde daha yüksek biyouyumluluğa sahiptir. Araştırmalar çoğu saf karbon kuantum noktalarının ve yüzeyi pasifleştirilmiş karbon kuantum noktalarının önemli bir sitotoksisiteye sahip olmadığını göstermiştir. Birkaç durumda yüzeyin pasifleştirilmesi ve işlevselleştirilmesi, karbon kuantum noktalarının biyolojik toksisitesinin azalmasına yol açabilir.
SAT NANO, Çin'deki karbon kuantum noktalarının tedarikçisidir, mavi ve yeşil floresans sunabiliriz, eğer ilginizi çeken bir şey varsa, lütfen admin@satnano.com adresinden bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin.
