يمكن تقسيم تركيب النقاط الكمومية الكربونية بشكل أساسي إلى فئتين: الطريقة من أعلى إلى أسفل والطريقة من أسفل إلى أعلى. من خلال المعالجة المسبقة والتحضير والمعالجة اللاحقة، يمكن التحكم في حجم النقاط الكمومية الكربونية، وتخميلها على السطح، وتطعيمها بذرات غير متجانسة، ومركبات نانوية لتلبية المتطلبات.
النهج من أعلى إلى أسفل
الطريقة من الأعلى إلى الأسفل: طريقة الاستئصال بالليزر، الطريقة الكهروكيميائية، طريقة تفريغ القوس.
تفريغ القوس
قام الدكتور شو بتصنيع جزيئات الكربون النانوية الزرقاء والصفراء باستخدام رماد الكربون كمصدر للكربون باستخدام طريقة التفريغ القوسي. بوتيني وآخرون. تصنيع النقاط الكمومية الكربونية الفلورية ذات اللون الأصفر والأخضر باستخدام أنابيب الكربون النانوية أحادية الجدار كمصادر للكربون. صن وآخرون. تم تحضير نقاط كمومية كربونية بأحجام جسيمات مركبة نانوية أصغر من 10 نانومتر، والتي يمكن استخدامها للتحويل الكهروضوئي.
تتميز طريقة تفريغ القوس بإنتاجية منخفضة نسبيًا، وتنقية معقدة، وجمع المنتجات الصعبة، ومحتوى عالي من الأكسجين، ولا تتطلب تعديل السطح. يمكن أن تكون آلية التلألؤ الخاصة بها مشابهة لآلية أنابيب الكربون النانوية.
طريقة الاستئصال بالليزر
قام الدكتور صن بإعداد نقاط الكم الكربونية الفلورية باستخدام الكربون كهدف من خلال الاستئصال بالليزر.
قام الدكتور هو بتصنيع نقاط الكم الكربونية مع التشغيل المتزامن للسطح باستخدام طريقة الاستئصال بالليزر في خطوة واحدة.
تتطلب طريقة الاستئصال بالليزر أدوات باهظة الثمن وإضافة مذيبات عضوية لتغيير حالة السطح من أجل إنتاج النقاط الكمومية الكربونية الفلورية.
الطريقة الكهروكيميائية
تشير طريقة الأكسدة الكهروكيميائية إلى طريقة تحضير نقاط الكم الكربونية عن طريق أكسدة مصدر الكربون W باستخدام الطرق الكهروكيميائية. تشو وآخرون. تم الحصول على نقاط الكم الكربونية عن طريق الأكسدة الكهروكيميائية لأنابيب الكربون النانوية متعددة الجدران (MwCNTs).
تتمتع الطرق الكهروكيميائية بمزايا فريدة في تحليل بنية السطح وأبحاث آلية التلألؤ، بما في ذلك انخفاض تكلفة المواد والظروف المعتدلة والمعالجة اللاحقة البسيطة.
نهج من أسفل إلى أعلى
الطريقة من أسفل إلى أعلى: طريقة الكربنة العضوية، طريقة الميكروويف، الطريقة الحرارية المائية، طريقة الاحتراق، طريقة المعالجة بالموجات فوق الصوتية، إلخ.
طريقة الكربنة العضوية
طريقة الكربنة العضوية: يمكن الحصول على نقاط الكم الكربونية القادرة على انبعاث الفلورسنت عن طريق تفحيم السلائف العضوية، ويمكن تحضير نقاط الكم الكربونية القابلة للذوبان في الماء/الزيت مع التشغيل السطحي. يمكن تقسيم طرق الكربنة العضوية إلى فئتين: الكربنة بالتسخين وكربنة الجفاف الحمضي. يمكن لهذه الطريقة تغيير أداء النقاط الكمومية الكربونية عن طريق اختيار سلائف الكربنة المختلفة أو عوامل طلاء السطح المختلفة
طريقة الميكروويف
يشير الميكروويف إلى الموجات الكهرومغناطيسية ذات الطول الموجي بين 300 ميجا هرتز و 300 جيجا هرتز. خصائص الميكروويف هي تركيز الطاقة، والتوحيد، والكفاءة العالية، ووقت رد الفعل القصير. يمكن اختيار مصادر الكربون المختلفة مثل السكروز، وأكسيد الجرافيت (GO)، والجلوكوز، والشيتوزان، والبولي إيثيلين جلايكول، وثنائي ميثيل فورماميد (DMF)، وما إلى ذلك لإعداد نقاط الكم الكربونية المقابلة.
الطريقة الحرارية المائية
تصنيع المواد في مفاعل باستخدام الماء كمذيب تحت ظروف درجة الحرارة والضغط العالية. طريقة التمديد هي الطريقة الحرارية باستخدام المذيبات العضوية. عملية التحضير الحرارية المائية بسيطة نسبيًا وسهلة التحكم. التفاعل المتزامن في مكان محدود يمكن أن يمنع تطاير المواد العضوية. تختلف خصائص نقاط الكم الكربونية المنتجة اعتمادًا على المذيب المستخدم.
طريقة الاحتراق
إن عملية تحضير النقاط الكمومية الكربونية بطريقة الاحتراق سهلة التشغيل، وتتطلب متطلبات معدات منخفضة، ولها قابلية تكرار قوية، ولكن من الصعب التحكم في توزيع حجم الجسيمات للمنتج.
طريقة العلاج بالموجات فوق الصوتية
أضاف الدكتور لي الكربون المنشط إلى ماء بيروكسيد الهيدروجين لتكوين معلق أسود. يتم بعد ذلك غسيل المعلق المخفف بالمعالجة بالموجات فوق الصوتية في درجة حرارة الغرفة باستخدام غشاء السليلوز لإزالة المواد غير الفلورية. جسيمات الكربون النانوية الوظيفية (FCNPs) التي تم الحصول عليها بعد الترشيح. تتطلب طريقة المعالجة بالموجات فوق الصوتية لإعداد النقاط الكمومية الكربونية متطلبات منخفضة من المعدات، وعملية بسيطة، وتكلفة منخفضة، وإنتاجية عالية، واستهلاك منخفض للطاقة.
بالنسبة لأبحاث التطبيقات أو الآليات، من الضروري التحكم في حجم النقاط الكمومية الكربونية. الطريقة الشائعة حاليًا هي تحضير نقاط الكم الكربونية في المفاعلات النانوية. يتم امتصاص المادة البادئة العضوية في مفاعل نانوي مسامي من خلال القوى الشعرية، ويتم تكسير المادة البادئة العضوية في المفاعل النانوي لإزالة المفاعل النانوي والحصول على نقاط الكم الكربونية.
التخميل السطحي والتشغيل
عادة ما تكون الكفاءة الكمومية للنقاط الكمومية الكربونية دون التخميل السطحي منخفضة جدًا. من أجل تلبية احتياجات التطبيقات المحددة، يقوم الأشخاص بإبطال نقاط الكم الكربونية وتفعيلها من خلال الارتباط التساهمي، والتنسيق، والتفاعل π - π، وتفاعل sol gel وطرق أخرى. يمكن أن يؤدي تفعيل النقاط الكمومية الكربونية إلى تحسين خصائصها البصرية والفيزيائية والكيميائية.
المنشطات ذرة مغايرة
يشيع استخدام المنشطات بالذرات غير المتجانسة لتنظيم تلألؤ المواد. تشمل الذرات غير المتجانسة الشائعة النيتروجين (N)، والكبريت (S)، والفوسفور (P)، والسيليكون (Si)، وما إلى ذلك. يمكن أن يؤدي تعاطي المنشطات بالنيتروجين (N) إلى تعزيز التلألؤ الضوئي بشكل كبير، وترتبط شدة الانبعاث بمحتوى النيتروجين؛ يمكن للنقاط الكمومية المشبعة بالسيليكون (Si) أن تظهر استجابة محددة لـ H2O2.
مركب من نقاط الكم الكربونية
يمكن لمركبات النقاط الكمومية الكربونية أن تجمع خصائصها الفلورية مع الخصائص الكهربائية والمغناطيسية والضوئية وغيرها من الخصائص للجسيمات النانوية غير العضوية لتلبية احتياجات مجالات التطبيق المختلفة. وفقا لخصائص المواد المركبة، يمكن تقسيمها إلى نوعين: مركبات المعادن الثمينة (مثل Ag) ومركبات أشباه الموصلات (مثل TiO2، Fe2O3، Cu2O، وما إلى ذلك).
تطبيق نقاط الكم الكربونية
تتمتع النقاط الكمومية الكربونية بالعديد من الخصائص الممتازة مثل اللمعان الضوئي القوي، والقدرة القوية على نقل الإلكترون، والتوافق الحيوي الجيد، ولها قيمة تطبيق محتملة هائلة في مجالات مثل علم الأحياء، والطب، والهندسة الكيميائية، والإلكترونيات
التصوير الحيوي
يمكن استخدام التلألؤ القوي والسمية البيولوجية المنخفضة الجيدة لنقاط الكم الكربونية لتحل محل النقاط الكمومية لأشباه الموصلات والأصباغ العضوية. بالمقارنة مع علامات الخلايا التقليدية، فإن أكبر ميزة لها هي التلألؤ متعدد الألوان، وهو أمر مفيد للباحثين للتحكم واختيار الأطوال الموجية للإثارة والانبعاث وفقًا لاحتياجات التصوير المختلفة. ومع تعميق البحث، فإن الاستهداف الانتقائي للخلايا بنقاط الكم الكربونية له آفاق تطبيق واسعة في مجال التصوير البيولوجي في المستقبل.
علاج المرض
يمكن أن تعمل النقاط الكمومية الكربونية كمحسسات ضوئية لبعض الأورام المحددة، في حين أن النقاط الكمومية الكربونية المتجمعة في مناطق محددة يمكن أن تمنع نمو الخلايا السرطانية من خلال تشعيع بطول موجي محدد. ويستخدمه الباحثون أيضًا كحامل نانوي ومتعقب لمراقبة عملية توصيل الأدوية أو الجينات. من خلال مراقبة إشارة مضان النقاط الكمومية الكربونية، يمكن استنتاج تأثير توصيل الأدوية، وبالتالي تحسين طريقة الحقن وجرعة الأدوية.
مواد مضيئة
نظرًا لخصائصها الإلكترونية الضوئية الممتازة، يمكن استخدام النقاط الكمومية الكربونية للتحويل الكهروضوئي. ميرتشيف وآخرون. الخلايا الشمسية المجهزة بنقطة الكم الكربونية الحساسة لثاني أكسيد التيتانيوم.
تطبيقات التحفيز الضوئي
يحتوي سطح النقاط الكمومية الكربونية على مجموعات وظيفية وفيرة وقدرة ممتازة على نقل الإلكترون، مما يمنحها أداءً تحفيزيًا ضوئيًا وكهروكيميائيًا ممتازًا. يو وآخرون. النقاط الكمومية الكربونية المحضرة P25 TiO2 النانوية باستخدام طريقة حرارية مائية ذات خطوة واحدة. تعمل النقاط الكمومية الكربونية كمجمعات لتخزين الإلكترون ويمكن أن تعزز بشكل فعال توليد الهيدروجين الحفاز لـ P25 TiO2 تحت الأشعة فوق البنفسجية.
الاستشعار الكيميائي
يمكن استخدام السمية المنخفضة والتوافق الحيوي والثبات الضوئي لنقاط الكم الكربونية للكشف عن الجزيئات مثل أيونات المعادن والمعادن والأنيونات.
الحبر الفلورسنت
يمكن للنقاط الكمومية الكربونية أن تنبعث منها فلورة كبيرة تحت إشعاع الضوء فوق البنفسجي، ولها ثبات ضوئي قوي، مما يجعلها تستخدم كأحبار فلورسنت. جاو وآخرون. طباعة نقاط كمومية كربونية عديمة اللون على قصاصات الورق لمكافحة التزييف وتشفير المعلومات.
SAT NANO هي واحدة من أفضل موردي الجسيمات النانوية ذات النقاط الكمومية الكربونية CQD في الصين، إذا كان لديك أي شيء مثير للاهتمام، فلا تتردد في الاتصال بنا على admin@satnano.com
