石墨烯量子点的用途

日期:2020/3/18   发布者:石墨烯 浏览:30978 复制

在材料领域,石墨烯就像是一个万能大师,对于它所尝试的一切都非常擅长。它超强,重量轻,功能无毒,导热和导电,刚刚开始出现在商业产品中。在不久的将来,荧光量子点可能会出现在衣服,化妆品,消费电子产品甚至癌症治疗中。已有公司正在开发用于制造和使用这些微小,发光的单原子厚点的新方法。


国外已有将石墨烯转变为量子点的新型低成本方法。他们的目标是扩大制造石墨烯量子点(GQDs)的方法,并将其分发用于研究和商业产品。


人们可能觉得“ 量子点 ”是电视和太阳能电池制造商在过去几年中一直吹嘘的东西。这些微小的半导体晶体通常由硒化镉等金属制成,并且擅长吸收不可见光并将其作为特定波长的可见光发光。


量子点基本上是一种微型光盘,可以吸收紫外光,在可见光光谱中释放它,我们可以根据点的大小改变可见光谱中的颜色。


量子的作用虽然非常大,但量子点的生产是一个困难且耗能高的过程,由于存在镉,其中一些非常有毒。像三星这样的公司已经开始在他们的产品中使用更安全的替代产品,但其他几个问题仍然阻碍了它们的全部潜力 - 其中许多问题可以通过石墨烯替代来解决。


石墨烯量子点具有金属量子点所不具备的其他属性,如导电性,导热性,它比钢强200倍。由于石墨烯只是碳,所以GQD的毒性非常低,“量子产率” - 即消耗的能量与产生的点的比率 - 要高得多。


石墨烯也更容易获得蓝调。在显示器中,金属量子点不能很好地复制蓝色,因为只有大约两纳米宽的最小点会发蓝光,使得它们制造起来非常棘手。


它们之所以成为问题的原因是因为他们太小,晶体结构不够大,无法为他们提供足够大的量子产量。蓝色金属量子点的量子产率约为4-6%,因此它们不使用蓝色量子点,它们使用蓝色LED背光源。


所有这些优点使得石墨烯量子点比它们的金属表亲更具吸引力,并且它们一般可以打开量子点的应用范围。除显示器之外,这些荧光斑点可能出现在颜料和染料,化妆品,防伪技术,电池,太阳能电池,传感器,灯光,激光,水或紫外线监测系统以及生物成像技术中。


石墨烯量子点可用于光学增白剂,特别是在现有的洗衣粉中作添加剂。石墨烯量子点是洗涤剂中广泛使用的荧光团更有效和更清洁的替代品。


90%的荧光团不会粘在洗涤剂上,只会留下一点点,剩余部分通常会被消耗,因为紫外线被吸收,并在几个小时内降解得非常快,我们可以使我们的GQD更贴近纺织品,这意味着他们必须使用更少的GQDs当然是节约成本,我们的GQD持续数日而不是数小时,不仅如此,因为它基本上是碳,如果它冲到环境中,它不会污染废物流。


基于GQD的荧光增白剂如果直接嵌入到织物的纤维中可能会持续更长的时间,有了这种技术可以和纺织品制造商合作,在早期阶段将它们编织在一起。


进一步来看,GQD可以帮助制造超敏感,价格低廉且足够小的湿度传感器,以便将其结合到食品包装中。


有了这种技术可以和各种葡萄酒生产商交谈,他们可以将湿度传感器印在标签上,并监控葡萄酒的温度,所以,如果你是一位葡萄酒鉴赏家,你所要做的就是用应用程序扫描条形码,并且你可以看到这瓶葡萄酒的温度历史。


但也许最有趣的应用是生物成像,其中GQD可以给患者施用以帮助追捕并突出体内癌症,或用于靶向药物递送。


生物成像很重要,因为使用GQD,我们可以有效地取代一些正在使用的同位素和放射性质。出于某种原因 - 我们还不知道这种机制,但是我有一些研究人员和科学家正在研究它 - 它聚焦于肿瘤,GQD也能够改变血脑屏障,所以它也可以攻击不同类型的脑癌。


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