Synthesis ngCarbon Quantum Dots
Ang synthesis ng carbon quantum tuldok ay maaaring pangunahing nahahati sa dalawang kategorya: top-down na paraan at bottom-up na paraan. Sa pamamagitan ng pre-treatment, paghahanda, at kasunod na pagpoproseso, ang mga carbon quantum tuldok ay maaaring kontrolin sa laki, pasivate sa ibabaw, doped na may heteroatoms, at nanocomposites upang matugunan ang mga kinakailangan.
Top-down na diskarte
Top down na paraan: paraan ng laser ablation, electrochemical method, arc discharge method.
paglabas ng arko
Si Dr. Xu ay nag-synthesize ng asul at dilaw na fluorescent carbon nanoparticle gamit ang carbon ash bilang pinagmumulan ng carbon gamit ang arc discharge method. Bottini et al. synthesized yellow green fluorescent carbon quantum dots gamit ang single-walled carbon nanotubes bilang carbon source. Sun et al. naghanda ng mga carbon quantum tuldok na may mga sukat ng nanocomposite na particle na mas maliit sa 10 nm, na maaaring magamit para sa photoelectric conversion.
Ang pamamaraan ng paglabas ng arko ay may medyo mababang ani, kumplikadong paglilinis, mahirap na koleksyon ng produkto, mataas na nilalaman ng oxygen, at hindi nangangailangan ng pagbabago sa ibabaw. Ang mekanismo ng luminescence nito ay maaaring maging katulad ng sa carbon nanotubes.
Paraan ng laser ablation
Inihanda ni Dr. Sun ang mga fluorescent carbon quantum dots gamit ang carbon bilang target sa pamamagitan ng laser ablation.
Nag-synthesize si Dr. Hu ng mga carbon quantum dots na may sabay-sabay na functionalization sa ibabaw gamit ang laser ablation method sa isang hakbang.
Ang pamamaraan ng laser ablation ay nangangailangan ng mga mamahaling instrumento at ang pagdaragdag ng mga organikong solvent upang baguhin ang estado ng ibabaw upang makabuo ng mga fluorescent carbon quantum dots.
Paraan ng electrochemical
Ang electrochemical oxidation method ay tumutukoy sa paraan ng paghahanda ng mga carbon quantum dots sa pamamagitan ng pag-oxidize ng carbon source W gamit ang electrochemical method. Zhou et al. nakakuha ng mga carbon quantum dots sa pamamagitan ng electrochemical oxidation ng multi walled carbon nanotubes (MwCNTs).
Ang mga pamamaraan ng electrochemical ay may natatanging mga pakinabang sa pagsusuri ng istraktura sa ibabaw at pagsasaliksik ng mekanismo ng luminescence, kabilang ang mababang gastos sa materyal, banayad na kondisyon, simpleng post-treatment.
Bottom-up approach
Bottom up method: Organic carbonization method, microwave method, hydrothermal method, combustion method, ultrasonic treatment method, atbp.
Organikong paraan ng carbonization
Organikong paraan ng carbonization: Ang mga carbon quantum tuldok na may kakayahang maglabas ng fluorescence ay maaaring makuha sa pamamagitan ng carbonizing organic precursors, at maaaring ihanda ang natutunaw sa tubig/oil na mga tuldok ng carbon quantum na may functionalization sa ibabaw. Ang mga organikong paraan ng carbonization ay maaaring nahahati sa dalawang kategorya: heating carbonization at acid dehydration carbonization. Maaaring baguhin ng pamamaraang ito ang pagganap ng mga carbon quantum dots sa pamamagitan ng pagpili ng iba't ibang carbonization precursors o iba't ibang surface coating agent.
Paraan ng microwave
Ang Microwave ay tumutukoy sa mga electromagnetic wave na may wavelength frequency sa pagitan ng 300 MHz at 300 GHz. Ang mga katangian ng microwave ay konsentrasyon ng enerhiya, pagkakapareho, mataas na kahusayan, at maikling oras ng reaksyon. Maaaring piliin ang iba't ibang mapagkukunan ng carbon tulad ng sucrose, graphite oxide (GO), glucose, chitosan, polyethylene glycol, dimethylformamide (DMF), atbp. upang maghanda ng kaukulang mga tuldok ng carbon quantum.
Hydrothermal na pamamaraan
I-synthesize ang mga substance sa isang reactor gamit ang tubig bilang solvent sa ilalim ng mataas na temperatura at mga kondisyon ng presyon. Ang paraan ng extension nito ay solvothermal method gamit ang mga organic solvents. Ang proseso ng paghahanda ng hydrothermal ay medyo simple at madaling kontrolin. Ang sabay-sabay na pagre-react sa isang nakakulong na espasyo ay maaaring maiwasan ang pagkasumpungin ng organikong bagay. Ang mga katangian ng carbon quantum dots na ginawa ay nag-iiba depende sa solvent na ginamit.
Paraan ng pagkasunog
Ang proseso ng paghahanda ng mga tuldok ng carbon quantum sa pamamagitan ng paraan ng pagkasunog ay simple upang mapatakbo, nangangailangan ng mababang mga kinakailangan sa kagamitan, at may malakas na repeatability, ngunit ang pamamahagi ng laki ng butil ng produkto ay mahirap kontrolin.
Ultrasonic na paraan ng paggamot
Nagdagdag si Dr. Li ng activated carbon sa hydrogen peroxide na tubig upang bumuo ng itim na suspensyon. Ang suspensyon na natunaw ng ultratunog na paggamot sa temperatura ng silid ay pagkatapos ay i-vacuum dialyzed gamit ang isang cellulose membrane upang alisin ang mga non-fluorescent substance. Nakuha ang functionalized carbon nanoparticle (FCNPs) pagkatapos ng pagsasala. Ang pamamaraan ng paggamot sa ultrasonic para sa paghahanda ng mga tuldok ng carbon quantum ay nangangailangan ng mababang mga kinakailangan sa kagamitan, simpleng operasyon, mababang gastos, mataas na ani, at mababang pagkonsumo ng enerhiya.
Para sa pagsasaliksik ng aplikasyon o mekanismo, kinakailangang kontrolin ang laki ng mga tuldok ng carbon quantum. Sa kasalukuyan, ang karaniwang paraan ay ang paghahanda ng mga carbon quantum tuldok sa nanoreactors. Ang organikong panimulang materyal ay hinihigop sa isang buhaghag na nanoreactor sa pamamagitan ng mga puwersa ng capillary, at ang organikong panimulang materyal ay nabasag sa nanoreactor upang alisin ang nanoreactor at makakuha ng mga carbon quantum tuldok.
Surface passivation at functionalization
Ang kahusayan sa kabuuan ng mga tuldok ng carbon quantum na walang passivation sa ibabaw ay kadalasang napakababa. Upang matugunan ang mga partikular na pangangailangan sa aplikasyon, ang mga tao ay nagpapasiva at nagpapagana ng mga carbon quantum dots sa pamamagitan ng covalent binding, coordination, π - π interaction, sol gel interaction at iba pang paraan. Maaaring mapabuti ng functionalization ng mga carbon quantum dots ang kanilang optical at physicochemical properties.
Heteroatom doping
Ang doping na may mga heteroatom ay karaniwang ginagamit upang ayusin ang luminescence ng mga sangkap. Kasama sa mga karaniwang heteroatom ang nitrogen (N), sulfur (S), phosphorus (P), silicon (Si), atbp. Ang nitrogen (N) doping ay maaaring makabuluhang mapahusay ang photoluminescence, at ang intensity ng paglabas ay nauugnay sa nilalaman ng nitrogen; Ang Silicon (Si) doped carbon quantum dots ay maaaring magpakita ng isang tiyak na tugon sa H2O2.
Composite ng carbon quantum dots
Ang mga composite ng carbon quantum dot ay maaaring pagsamahin ang kanilang fluorescence properties sa electrical, magnetic, optical at iba pang mga katangian ng inorganic nanoparticle upang matugunan ang mga pangangailangan ng iba't ibang larangan ng aplikasyon. Ayon sa mga katangian ng mga composite na materyales, maaari silang nahahati sa dalawang uri: mahalagang metal composites (tulad ng Ag) at semiconductor composites (tulad ng TiO2, Fe2O3, Cu2O, atbp.).
Ang Application ng Carbon Quantum Dots
Ang mga tuldok ng carbon quantum ay may maraming mahusay na katangian tulad ng malakas na photoluminescence, malakas na kakayahan sa paglipat ng elektron, at mahusay na biocompatibility, at may napakalaking potensyal na halaga ng aplikasyon sa mga larangan tulad ng biology, medisina, chemical engineering, at electronics
Bioimaging
Ang malakas na luminescence at magandang biological low toxicity ng carbon quantum dots ay maaaring gamitin upang palitan ang semiconductor quantum dots at organic dyes. Kung ikukumpara sa mga tradisyunal na marker ng cell, ang kanilang pinakamalaking bentahe ay ang multi-color luminescence, na kapaki-pakinabang para sa mga mananaliksik na kontrolin at piliin ang mga wavelength ng paggulo at paglabas ayon sa iba't ibang pangangailangan sa imaging. Sa pagpapalalim ng pananaliksik, ang selective cell targeting ng mga carbon quantum dots ay may malawak na prospect ng aplikasyon sa larangan ng biological imaging sa hinaharap.
Paggamot sa sakit
Ang mga carbon quantum tuldok ay maaaring magsilbi bilang mga photosensitizer para sa ilang partikular na mga tumor, habang ang mga carbon quantum tuldok na naka-cluster sa mga partikular na lugar ay maaaring humadlang sa paglaki ng mga selula ng kanser sa pamamagitan ng partikular na wavelength irradiation. Ginagamit din ito ng mga mananaliksik bilang nanocarrier at tracker upang subaybayan ang proseso ng paghahatid ng mga gamot o gene. Sa pamamagitan ng pagsubaybay sa fluorescence signal ng carbon quantum dots, ang epekto ng paghahatid ng mga gamot ay maaaring mahinuha, sa gayon ay na-optimize ang paraan ng pag-iniksyon at dosis ng mga gamot.
Luminescent na materyales
Dahil sa mahusay na mga katangian ng optoelectronic, ang mga carbon quantum dots ay maaaring gamitin para sa photoelectric conversion. Mirtchev et al. naghanda ng carbon quantum dot sensitized titanium dioxide solar cells.
Mga application na photocatalytic
Ang ibabaw ng carbon quantum dots ay may masaganang functional group at mahusay na kakayahan sa paglilipat ng elektron, na nagbibigay sa kanila ng mahusay na photocatalytic at electrochemical catalytic na pagganap. Yu et al. naghanda ng mga carbon quantum dots na P25 TiO2 nanocomposites gamit ang one-step hydrothermal method. Ang mga carbon quantum dots ay nagsisilbing electron storage pool at maaaring epektibong magsulong ng catalytic hydrogen generation ng P25 TiO2 sa ilalim ng UV irradiation.
Chemical sensing
Ang mababang toxicity, biocompatibility, at photostability ng mga carbon quantum dots ay maaaring gamitin upang makita ang mga molekula gaya ng mga metal ions, metal, at anion.
Fluorescent na tinta
Ang mga carbon quantum tuldok ay maaaring maglabas ng makabuluhang fluorescence sa ilalim ng ultraviolet light irradiation at may malakas na photostability, na ginagawa itong ginagamit bilang fluorescent inks. Gao et al. naka-print na walang kulay na carbon quantum dots sa Paper Cuttings para sa anti-counterfeiting ink at information encryption.
Ang SAT NANO ay isa sa pinakamahusay na supplier ng CQD carbon quantum dots nanoparticle sa China, kung mayroon kang anumang interesante, mangyaring huwag mag-atubiling makipag-ugnay sa amin sa admin@satnano.com
