النقاط الكموميةتشير (QDs) إلى جسيمات أشباه الموصلات النانوية ذات حجم أصغر من نصف قطر بور للإكسيتون وتظهر تأثيرات الحبس الكمي. بسبب تأثير الحبس الكمي، يرتبط انبعاث مضان النقاط الكمومية بقطرها وتركيبها الكيميائي. ومن خلال مزجها مع أسطح أشباه الموصلات، يمكن تعزيز خواصها الضوئية والكيميائية الضوئية. تتكون النقاط الكمومية التقليدية في الغالب من عناصر معدنية ثقيلة. على الرغم من أن أدائها الممتاز قد تم استخدامه على نطاق واسع في مجالات مثل التصوير البيولوجي، والكيمياء الكهربائية، وتحويل الطاقة، إلا أن العناصر المعدنية الثقيلة يمكن أن تسبب تلوثًا بيئيًا وتؤثر على صحة الكائنات الحية.
النقاط الكمومية الكربونية (CQDs)تشير عادةً إلى مواد الكربون النانوية الكروية أحادية التشتت بحجم أقل من 10 نانومتر، وتتكون من قلب الكربون sp2/sp3 ومجموعات وظيفية خارجية للأكسجين/النيتروجين. إنه يتمتع بأداء ممتاز مشابه للنقاط الكمومية التقليدية لأشباه الموصلات، ولكن يمكنه التغلب بشكل فعال على عيوب السمية العالية وضعف التوافق الحيوي. لديها مجموعة واسعة من المصادر، وسهلة التركيب، وسهلة التشغيل، مما يجعلها مادة بديلة مثالية للنقاط الكمومية التقليدية لأشباه الموصلات.
التركيب الكيميائي
عادةً ما تكون النقاط الكمومية الكربونية عبارة عن جسيمات كروية يبلغ قطرها أقل من 10 نانومتر، وتتكون من مجموعات كربون sp2/sp3 ذات هياكل غير متبلورة أو بلورية نانوية. لقد وجدت الأبحاث أن البنية والخواص الفيزيائية والكيميائية لنقاط الكم الكربونية يمكن تغييرها بشكل انتقائي عن طريق إدخال عيوب سطحية مختلفة، وتطعيم بذرات غير متجانسة، ومجموعات وظيفية.
الخصائص البصرية لنقاط الكم الكربونية
تتمتع النقاط الكمومية الكربونية بخصائص بصرية ممتازة مختلفة، مثل الامتصاص البصري، والتألق الضوئي، والتألق الكيميائي، والتألق الكهربي. هذه الخصائص البصرية هي الأساس لتطبيق نقاط الكم الكربونية في مجالات متعددة.
الامتصاص البصري
يمكّن انتقال π - π * للرابطة C=C النقاط الكمومية الكربونية من الحصول على امتصاص بصري قوي في منطقة الأشعة فوق البنفسجية ويمكن أن يمتد إلى منطقة الضوء المرئي. ستخضع بعض النقاط الكمومية الكربونية أيضًا لانتقالات n - π * عند الرابطة C=O. يمكن تعديل طيف الامتصاص عن طريق إدخال المجموعات الوظيفية والتخميل السطحي.
تلألؤ ضوئي
تنجم التأثيرات الكمومية لنقاط الكم الكربونية ذات الأحجام المختلفة عن مصائد انبعاث مختلفة على السطح، ويعتبر التخميل السطحي الفعال شرطًا ضروريًا لنقاط الكم الكربونية للحصول على تلألؤ ضوئي قوي. التخميل السطحي المختلف يمكن أن يحقق أداء التألق الضوئي المطلوب. وبالإضافة إلى ذلك، فإن التلألؤ الضوئي للنقاط الكمومية الكربونية يعتمد أيضًا على الرقم الهيدروجيني.
التلألؤ Upconversion
يشير التلألؤ التحويلي (UCPL) إلى الظاهرة البصرية التي تمتص فيها المادة فوتونين أو أكثر في نفس الوقت، مما يشير إلى طول موجة انبعاث أصغر من طول موجة الإثارة (انبعاث مضاد ستوكس). تشير الأبحاث إلى أن تلألؤ التحويل الصاعد ينشأ من الانتقال من مدارات π عالية الطاقة إلى σ. قد يكون سبب استرخاء الإلكترون المداري هو التسرب من جزء الحيود الثانوي لجهاز أحادي اللون في مطياف الفلورسنت.
التألق الكيميائي
تظهر النقاط الكمومية الكربونية اللمعان الكيميائي (CL) عند التعايش مع MnO4- أو Ce4+. يُعتقد أن تزامن الإشعاع الناتج عن الإلكترونات الناتجة عن الاختزال الكيميائي والثقوب الناتجة عن الإثارة الحرارية هو سبب التألق الكيميائي.
اللمعان الكهربائي
تظهر النقاط الكمومية الكربونية خصائص التألق الكهربي (ECL). تحت تأثير الجهد الكهربي، يتم القضاء على نقل الإلكترون الناتج عن حالة الأكسدة والاختزال لنقاط الكم الكربونية، مما يشكل حالة مثارة، والتي تولد إشارة التألق الكهربي أثناء عملية الاسترخاء للعودة إلى الحالة الأرضية.
أداء النقل الإلكتروني
ترتبط الحالات المثارة والظواهر العابرة المرتبطة بنقاط الكم الكربونية بعمليات انبعاث الفلورسنت والأكسدة. يعد أداء نقل الإلكترون المستحث بالصور (PET) هو الأساس لتحويل الطاقة والتطبيقات الحفزية لنقاط الكم الكربونية. لقد وجدت الأبحاث أن أداء نقل الإلكترون لنقاط الكم الكربونية يتأثر بشكل أساسي بتنشيط نوى الكربون والمجموعات الوظيفية والذرات غير المتجانسة.
الأداء البيولوجي
تتمتع النقاط الكمومية الكربونية بتوافق حيوي أعلى بكثير من المواد النانوية الأخرى. أظهرت الأبحاث أن معظم النقاط الكمومية الكربونية النقية والنقاط الكمومية الكربونية السطحية ليس لها أي سمية خلوية كبيرة. في حالات قليلة، قد يؤدي التخميل السطحي والتشغيل إلى انخفاض السمية البيولوجية لنقاط الكم الكربونية.
SAT NANO هي المورد للنقاط الكمومية الكربونية في الصين، يمكننا تقديم مضان أزرق وأخضر، إذا كان لديك أي شيء مثير للاهتمام، فلا تتردد في الاتصال بنا على admin@satnano.com
