Sintesis dariTitik Kuantum Karbon
Sintesis titik kuantum karbon dapat dibagi menjadi dua kategori: metode top-down dan metode bottom-up. Melalui pra-perawatan, persiapan, dan pemrosesan selanjutnya, titik kuantum karbon dapat dikontrol ukurannya, dipasivasi di permukaan, didoping dengan heteroatom, dan nanokomposit untuk memenuhi persyaratan.
Pendekatan atas ke bawah
Metode top down: metode ablasi laser, metode elektrokimia, metode pelepasan busur.
pelepasan busur
Dr. Xu mensintesis nanopartikel karbon fluoresen biru dan kuning menggunakan abu karbon sebagai sumber karbon menggunakan metode pelepasan busur. Bottini dkk. mensintesis titik kuantum karbon fluoresen kuning hijau menggunakan tabung nano karbon berdinding tunggal sebagai sumber karbon. Matahari dkk. menyiapkan titik kuantum karbon dengan ukuran partikel nanokomposit lebih kecil dari 10 nm, yang dapat digunakan untuk konversi fotolistrik.
Metode pelepasan busur memiliki hasil yang relatif rendah, pemurnian yang kompleks, pengumpulan produk yang sulit, kandungan oksigen yang tinggi, dan tidak memerlukan modifikasi permukaan. Mekanisme pendarannya mungkin mirip dengan tabung nano karbon.
Metode ablasi laser
Dr. Sun menyiapkan titik-titik kuantum karbon fluoresen menggunakan karbon sebagai target melalui ablasi laser.
Dr Hu mensintesis titik kuantum karbon dengan fungsionalisasi permukaan simultan menggunakan metode ablasi laser dalam satu langkah.
Metode ablasi laser memerlukan instrumen mahal dan penambahan pelarut organik untuk mengubah keadaan permukaan guna menghasilkan titik kuantum karbon fluoresen.
Metode elektrokimia
Metode oksidasi elektrokimia mengacu pada metode pembuatan titik kuantum karbon dengan mengoksidasi sumber karbon W menggunakan metode elektrokimia. Zhou dkk. memperoleh titik-titik kuantum karbon dengan oksidasi elektrokimia dari tabung nano karbon berdinding ganda (MwCNTs).
Metode elektrokimia memiliki keunggulan unik dalam analisis struktur permukaan dan penelitian mekanisme pendaran, termasuk biaya bahan yang rendah, kondisi ringan, pasca perawatan yang sederhana.
Pendekatan dari bawah ke atas
Metode bottom up: Metode karbonisasi organik, metode gelombang mikro, metode hidrotermal, metode pembakaran, metode pengolahan ultrasonik, dll.
Metode karbonisasi organik
Metode karbonisasi organik: Titik kuantum karbon yang mampu memancarkan fluoresensi dapat diperoleh dengan mengarbonisasi prekursor organik, dan titik kuantum karbon yang larut dalam air/larut dalam minyak dengan fungsionalisasi permukaan dapat disiapkan. Metode karbonisasi organik dapat dibagi menjadi dua kategori: karbonisasi pemanasan dan karbonisasi dehidrasi asam. Metode ini dapat mengubah kinerja titik kuantum karbon dengan memilih prekursor karbonisasi yang berbeda atau bahan pelapis permukaan yang berbeda
Metode gelombang mikro
Gelombang mikro mengacu pada gelombang elektromagnetik dengan frekuensi panjang gelombang antara 300 MHz dan 300 GHz. Ciri-ciri gelombang mikro adalah konsentrasi energi, keseragaman, efisiensi tinggi, dan waktu reaksi singkat. Sumber karbon yang berbeda seperti sukrosa, grafit oksida (GO), glukosa, kitosan, polietilen glikol, dimetilformamida (DMF), dll. dapat dipilih untuk menyiapkan titik kuantum karbon yang sesuai.
Metode hidrotermal
Sintesis zat dalam reaktor menggunakan air sebagai pelarut pada kondisi suhu dan tekanan tinggi. Metode penyuluhannya adalah metode solvotermal dengan menggunakan pelarut organik. Proses persiapan hidrotermal relatif sederhana dan mudah dikendalikan. Bereaksi secara bersamaan dalam ruang terbatas dapat mencegah penguapan bahan organik. Sifat titik kuantum karbon yang dihasilkan berbeda-beda tergantung pelarut yang digunakan.
Metode pembakaran
Proses pembuatan titik kuantum karbon dengan metode pembakaran mudah dioperasikan, memerlukan persyaratan peralatan yang rendah, dan memiliki kemampuan pengulangan yang kuat, namun distribusi ukuran partikel produk sulit dikendalikan.
Metode pengobatan ultrasonik
Dr Li menambahkan karbon aktif ke air hidrogen peroksida untuk membentuk suspensi hitam. Suspensi yang diencerkan dengan perlakuan ultrasonik pada suhu kamar kemudian didialisis vakum menggunakan membran selulosa untuk menghilangkan zat non fluoresen. Partikel nano karbon yang difungsikan (FCNPs) diperoleh setelah filtrasi. Metode pengolahan ultrasonik untuk menyiapkan titik kuantum karbon memerlukan persyaratan peralatan yang rendah, pengoperasian yang sederhana, biaya rendah, hasil tinggi, dan konsumsi energi yang rendah.
Untuk penelitian aplikasi atau mekanisme, perlu dilakukan pengendalian ukuran titik kuantum karbon. Saat ini, metode yang umum adalah menyiapkan titik kuantum karbon di nanoreaktor. Bahan awal organik diserap ke dalam nanoreaktor berpori melalui gaya kapiler, dan bahan awal organik dipecah dalam nanoreaktor untuk menghilangkan nanoreaktor dan mendapatkan titik kuantum karbon.
Pasifasi dan fungsionalisasi permukaan
Efisiensi kuantum titik kuantum karbon tanpa pasivasi permukaan biasanya sangat rendah. Untuk memenuhi kebutuhan aplikasi spesifik, manusia mempasifkan dan memfungsikan titik kuantum karbon melalui pengikatan kovalen, koordinasi, interaksi π - π, interaksi sol gel, dan cara lainnya. Fungsionalisasi titik kuantum karbon dapat meningkatkan sifat optik dan fisikokimianya.
Doping heteroatom
Doping dengan heteroatom biasanya digunakan untuk mengatur pendaran zat. Heteroatom yang umum termasuk nitrogen (N), sulfur (S), fosfor (P), silikon (Si), dll. Doping nitrogen (N) dapat secara signifikan meningkatkan fotoluminesensi, dan intensitas emisi terkait dengan kandungan nitrogen; Titik kuantum karbon yang didoping silikon (Si) dapat menunjukkan respons spesifik terhadap H2O2.
Komposit titik kuantum karbon
Komposit titik kuantum karbon dapat menggabungkan sifat fluoresensinya dengan sifat listrik, magnet, optik, dan sifat nanopartikel anorganik lainnya untuk memenuhi kebutuhan berbagai bidang aplikasi. Berdasarkan sifat material kompositnya, material komposit dapat dibagi menjadi dua jenis: komposit logam mulia (seperti Ag) dan komposit semikonduktor (seperti TiO2, Fe2O3, Cu2O, dll.).
Penerapan Titik Kuantum Karbon
Titik kuantum karbon memiliki banyak sifat luar biasa seperti fotoluminesensi yang kuat, kemampuan transfer elektron yang kuat, dan biokompatibilitas yang baik, serta memiliki potensi nilai penerapan yang sangat besar di berbagai bidang seperti biologi, kedokteran, teknik kimia, dan elektronik.
Pencitraan biologis
Pendaran yang kuat dan toksisitas biologis yang rendah dari titik-titik kuantum karbon dapat digunakan untuk menggantikan titik-titik kuantum semikonduktor dan pewarna organik. Dibandingkan dengan penanda sel tradisional, keunggulan terbesarnya adalah pendaran multi-warna, yang bermanfaat bagi peneliti untuk mengontrol dan memilih panjang gelombang eksitasi dan emisi sesuai dengan kebutuhan pencitraan yang berbeda. Dengan pendalaman penelitian, penargetan sel selektif titik kuantum karbon memiliki prospek penerapan yang luas di bidang pencitraan biologis di masa depan.
Pengobatan penyakit
Titik kuantum karbon dapat berfungsi sebagai fotosensitizer untuk tumor spesifik tertentu, sedangkan titik kuantum karbon yang berkumpul di area tertentu dapat menghambat pertumbuhan sel kanker melalui penyinaran dengan panjang gelombang tertentu. Peneliti juga menggunakannya sebagai nanocarrier dan pelacak untuk memantau proses pengiriman obat atau gen. Dengan memantau sinyal fluoresensi titik kuantum karbon, efek penghantaran obat dapat disimpulkan, sehingga mengoptimalkan metode injeksi dan dosis obat.
Bahan bercahaya
Karena sifat optoelektroniknya yang sangat baik, titik kuantum karbon dapat digunakan untuk konversi fotolistrik. Mirtchev dkk. menyiapkan sel surya titanium dioksida peka titik kuantum karbon.
Aplikasi fotokatalitik
Permukaan titik kuantum karbon memiliki gugus fungsi yang melimpah dan kemampuan transfer elektron yang sangat baik, yang memberikan kinerja fotokatalitik dan katalitik elektrokimia yang sangat baik. Yu dkk. menyiapkan titik kuantum karbon nanokomposit P25 TiO2 menggunakan metode hidrotermal satu langkah. Titik kuantum karbon berfungsi sebagai tempat penyimpanan elektron dan secara efektif dapat mendorong pembentukan hidrogen katalitik P25 TiO2 di bawah iradiasi UV.
Penginderaan kimia
Toksisitas rendah, biokompatibilitas, dan fotostabilitas titik kuantum karbon dapat digunakan untuk mendeteksi molekul seperti ion logam, logam, dan anion.
Tinta neon
Titik kuantum karbon dapat memancarkan fluoresensi yang signifikan di bawah iradiasi sinar ultraviolet dan memiliki fotostabilitas yang kuat, sehingga digunakan sebagai tinta fluoresen. Gao dkk. mencetak titik kuantum karbon tak berwarna pada Potongan Kertas untuk tinta anti-pemalsuan dan enkripsi informasi.
SAT NANO adalah salah satu pemasok nanopartikel titik kuantum karbon CQD terbaik di Cina, jika Anda memiliki sesuatu yang menarik, jangan ragu untuk menghubungi kami di admin@satnano.com
