无毒的碳纳米点有望成为未来的量子点
2023年03月17日 佛山机械设备网
无毒的碳纳米点有望成为未来的量子点
微小的荧光半导体点（称为量子点）可用于多种健康和电子技术，但由有毒，昂贵的金属制成。无毒且经济的碳基点很容易生产，但它们发出的光较少。一项使用超快速纳米成像的新研究发现了碳点群中的好发射器和坏发射器中国机械网okmao.com。研究人员说，这一观察结果表明，仅选择超级发射体，就可以在许多应用中纯化碳纳米点来代替有毒金属量子点。
这项发现发表在《美国国家科学院院刊》上，由伊利诺伊大学厄本那-香槟分校和巴尔的摩县马里兰大学的研究人员通过伊利诺伊州贝克曼先进科学技术研究院的合作项目汇集在一起。
主持这项研究的伊利诺伊州化学教授马丁·格鲁贝尔（Martin Gruebele）说：“进入这项研究，我们不知道所有的碳点是否只是中等水平的发射器，还是有些是完美的，而有些则是坏的。” “我们知道，如果我们能证明有好有坏，也许我们最终可以找到一种从完美的组合中挑选出完美的组合的方法。”
Gruebele说，确定碳点是好还是坏是从能够看到它们开始的。这些点的直径小于10纳米，当激发时，决定是否在几微微秒的时间内发出荧光-或十亿分之一秒的千分之一。
Gruebele说：“使用我们以前开发的单分子吸收扫描隧道显微镜，我们只能成像没有时间分辨率的激发态。” “但是，在这项研究中，我们现在可以通过结合真正的纳米空间分辨率和飞秒时间分辨率来记录处于激发态的量子点。”
研究小组发现，能量激发采取两种途径之一：要么发光，要么将能量以热的形式排出，然后才有发荧光的机会。
Gruebele说：“我们发现，在总体中，大约20％的碳纳米点是理想的发射体，而大约80％的碳纳米点在排热之前具有非常短的发光状态。” “能够看到存在不同的种群，这告诉我们，仅选择理想的发光体，就有可能净化碳点种群。”
Gruebele说，挑选出完美点的能力可以使高效碳基点的概念成为现实。“金属量子点通常被用来监测活细胞的健康，这远非理想，具有无毒，经济的选择将是一项重大进步。”
这项新的成像技术还使研究人员能够观察为什么某些点永远不会点亮，这暗示着希望有一天研究人员能够合成出完美的发光碳点。
Gruebele说：“我们现在知道我们拥有识别问题的工具。” “我们是用它来纯化碳点组还是帮助合成完美的发光碳点，现在只是我们下一步要去哪里的问题。”