Pontos quânticos(QDs) referem-se a nanopartículas semicondutoras com tamanho menor que o raio de Bohr do exciton e exibindo efeitos de confinamento quântico. Devido ao efeito de confinamento quântico, a emissão de fluorescência dos pontos quânticos está relacionada ao seu diâmetro e composição química. Ao compor superfícies semicondutoras, suas propriedades ópticas e fotoquímicas podem ser melhoradas. Os pontos quânticos tradicionais são compostos principalmente de elementos de metais pesados. Embora seu excelente desempenho tenha sido amplamente utilizado em áreas como imagem biológica, eletroquímica e conversão de energia, os elementos metálicos pesados podem causar poluição ambiental e afetar a saúde dos organismos.
Pontos Quânticos de Carbono (CQDs)normalmente se referem a materiais de nano carbono esféricos monodispersos com um tamanho inferior a 10 nm, compostos de núcleo de carbono sp2/sp3 e grupos funcionais externos de oxigênio/nitrogênio. Possui excelente desempenho semelhante aos pontos quânticos semicondutores tradicionais, mas pode superar com eficácia os defeitos de alta toxicidade e baixa biocompatibilidade. Possui uma ampla gama de fontes, é fácil de sintetizar e de funcionalizar, o que o torna um material substituto ideal para pontos quânticos semicondutores tradicionais.
Estrutura química
Os pontos quânticos de carbono são geralmente partículas esféricas com diâmetro inferior a 10 nm, compostas por aglomerados de carbono sp2/sp3 com estruturas amorfas ou nanocristalinas. A pesquisa descobriu que a estrutura e as propriedades físico-químicas dos pontos quânticos de carbono podem ser alteradas seletivamente pela introdução de diferentes defeitos de superfície, dopagem com heteroátomos e grupos funcionais.
Propriedades ópticas de pontos quânticos de carbono
Os pontos quânticos de carbono têm várias propriedades ópticas excelentes, como absorção óptica, fotoluminescência, quimioluminescência e eletroquimioluminescência. Essas propriedades ópticas são a base para a aplicação de pontos quânticos de carbono em vários campos.
Absorção óptica
A transição π - π * da ligação C=C permite que os pontos quânticos de carbono tenham forte absorção óptica na região ultravioleta e possam se estender até a região da luz visível. Alguns pontos quânticos de carbono também sofrerão transições n - π * na ligação C=O. O espectro de absorção pode ser ajustado através da introdução de grupos funcionais e passivação superficial.
Fotoluminescência
Os efeitos quânticos dos pontos quânticos de carbono de diferentes tamanhos são causados por diferentes armadilhas de emissão na superfície, e a passivação eficaz da superfície é uma condição necessária para que os pontos quânticos de carbono tenham forte fotoluminescência. Diferentes passivações de superfície podem atingir o desempenho de fotoluminescência desejado. Além disso, a fotoluminescência dos pontos quânticos de carbono também depende do pH.
Luminescência de conversão ascendente
A luminescência de conversão ascendente (UCPL) refere-se ao fenômeno óptico no qual uma substância absorve simultaneamente dois ou mais fótons, indicando um comprimento de onda de emissão menor que o comprimento de onda de excitação (emissão anti-Stokes). A pesquisa sugere que a luminescência de conversão ascendente se origina da transição de orbitais π de alta energia para σ. O relaxamento de elétrons orbitais pode ser causado por vazamento da parte de difração secundária do monocromador em um espectrômetro de fluorescência.
Quimioluminescência
Os pontos quânticos de carbono exibem quimiluminescência (CL) quando coexistem com MnO4- ou Ce4+. Acredita-se que a coincidência da radiação causada por elétrons gerados por redução química e buracos gerados por excitação térmica seja a razão da quimioluminescência.
Eletroquimioluminescência
Os pontos quânticos de carbono exibem propriedades de eletroquimioluminescência (ECL). Sob a ação da tensão, a transferência de elétrons gerada pelo estado de oxidação-redução dos pontos quânticos de carbono se aniquila, formando um estado excitado, que gera um sinal de eletroquimioluminescência durante o processo de relaxamento de retorno ao estado fundamental.
Desempenho de transferência eletrônica
Os estados excitados e os fenômenos transitórios relacionados dos pontos quânticos de carbono estão relacionados à emissão de fluorescência e aos processos redox. O desempenho da transferência de elétrons fotoinduzida (PET) é a base para a conversão de energia e aplicações catalíticas de pontos quânticos de carbono. A pesquisa descobriu que o desempenho da transferência de elétrons dos pontos quânticos de carbono é influenciado principalmente pela dopagem de núcleos de carbono, grupos funcionais e heteroátomos.
Desempenho biológico
Os pontos quânticos de carbono têm biocompatibilidade significativamente maior do que outros nanomateriais. A pesquisa mostrou que a maioria dos pontos quânticos de carbono puro e pontos quânticos de carbono passivados na superfície não apresentam citotoxicidade significativa. Em alguns casos, a passivação e funcionalização da superfície podem levar a uma menor toxicidade biológica dos pontos quânticos de carbono.
SAT NANO é o fornecedor de pontos quânticos de carbono na China, podemos oferecer fluorescência azul e verde, se você tiver algum interesse, não hesite em nos contatar em admin@satnano.com
