Углерод станет эффективной заменой токсичным металлам в квантовых точках

10 март, 2021 - 16:25

Углерод станет эффективной заменой токсичным металлам в квантовых точках

Флуоресцентные полупроводниковые частицы диаметром менее 10 нм, называемые квантовыми точками, используются в различных медицинских и электронных технологиях. Проблема в том, что простые в изготовлении точки на основе углерода излучают меньше света, чем те, что состоят из токсичных и дорогих металлов.

Новое исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, что не все углеродные точки являются посредственными источниками излучения. Авторы из Университета Урбана-Шампань (штат Иллинойс) предполагают, что, выбрав из них только «супер-излучатели», такую очищенную популяцию углеродных точек можно предложить в качестве альтернативы квантовым точкам токсичных металлов во многих приложениях.

Объединив ранее разработанный ими абсорбционный сканирующий туннельный микроскоп возможностью фемтосекундного разрешения по времени, исследователи впервые смогли регистрировать квантовые точки в возбужденном состоянии.

«Мы обнаружили, что в больших популяциях приблизительно 20% углеродных наноточек являются идеальными излучателями, тогда как около 80% после очень короткого периода излучения света испускают тепло», — сказал профессор химии Мартин Грюбеле (Martin Gruebele), руководивший исследованием.

Новая техника визуализации также позволяет видеть, почему некоторые точки никогда не загораются, давая надежду, что когда-нибудь станет возможно синтезировать идеальные светоизлучающие углеродные точки.

«Металлические квантовые точки часто используются для наблюдения за здоровьем живых клеток, что далеко от идеала, и наличие нетоксичного и экономичного варианта стало бы значительным достижением», — сказал Грюбеле.