Lungimi de undă multiple ale luminii emise de la o singură sursă de nanoparticulele cu punct de carbon

Modificarea fotoluminiscenței dublu-culorii (CD) care emite puncte de carbon în funcție de concentrația lor. Emisiile albastre și roșii prezintă contribuții diferite cu distanțe interparticule diferite. Credit: KAIST

KAIST cercetătorii au sintetizat o colecție de nanoparticule, cunoscute sub numele de puncte de carbon, capabile să emită mai multe lungimi de undă de lumină dintr-o singură particulă. În plus, echipa a constatat că împrăștierea punctelor de carbon sau distanța interparticulară dintre fiecare punct influențează proprietățile luminii emise de punctele de carbon. Descoperirea va permite cercetătorilor să înțeleagă cum să controleze aceste puncte de carbon și să creeze ecrane noi, ecologice, tehnologii de iluminare și detectare.

Cercetarea asupra nanoparticulelor care emit lumină, cum ar fi punctele cuantice, a fost un domeniu activ de interes în ultimul deceniu și jumătate. Aceste particule, sau fosforii, sunt nanoparticule realizate din diverse materiale capabile să emită lumină la lungimi de undă specifice, profitând de proprietățile mecanice cuantice ale materialelor. Aceasta oferă noi modalități de a dezvolta soluții de iluminare și vizualizare, precum și detectarea și detectarea mai precisă a instrumentelor.

Pe măsură ce tehnologia devine mai mică și mai sofisticată, utilizarea nanoparticulelor fluorescente a văzut numeroase aplicații crescând drastic datorită purității culorilor emise de puncte, precum și a reglării acestora pentru a îndeplini proprietățile optice dorite.

Punctele de carbon, un tip de nanoparticule fluorescente, au văzut interesul crescând din partea cercetătorilor ca candidat la înlocuirea punctelor non-carbon, a căror construcție necesită metale grele toxice pentru mediu. Deoarece sunt compuse în principal din carbon, toxicitatea redusă este o calitate extrem de atractivă, împreună cu reglarea proprietăților lor optice inerente.

O altă caracteristică izbitoare a punctelor de carbon este capacitatea lor de a emite mai multe lungimi de undă de lumină dintr-o singură nanoparticulă. Această emisie de lungimi de undă multiple poate fi stimulată sub o singură sursă de excitație, permițând generarea simplă și robustă de lumină albă dintr-o singură particulă prin emiterea simultană de lungimi de undă multiple.

Punctele de carbon prezintă, de asemenea, fotoluminescență dependentă de concentrație. Cu alte cuvinte, distanța dintre punctele de carbon individuale afectează lumina pe care punctele de carbon o emit ulterior sub o sursă de excitație. Aceste proprietăți combinate fac din punctele de carbon o sursă unică, care va avea ca rezultat o detectare și detectare extrem de precise.

Cu toate acestea, această dependență de concentrare nu fusese pe deplin înțeleasă. Pentru a utiliza pe deplin capacitățile punctelor de carbon, trebuie mai întâi să descoperim mecanismele care guvernează proprietăți optice aparent variabile. Anterior, s-a teoretizat că dependența de concentrația punctelor de carbon se datorează unui efect de legare a hidrogenului.

Acum, o echipă de cercetare KAIST, condusă de profesorul Do Hyun Kim de la Departamentul de Inginerie Chimică și Biomoleculară, a propus și a demonstrat că emisivitatea dublei culori se datorează distanțelor interparticule dintre fiecare punct de carbon. Cercetarea a fost publicată în 36a Un numar de Chimie fizică Fizică chimică.

Primul autor al lucrării, candidatul la doctorat Hyo Jeong Yoo, împreună cu profesorul Kim și cercetătorul Byeong Eun Kwak, au examinat modul în care intensitatea relativă a luminii culorilor roșu și albastru s-a schimbat pe măsură ce distanțele sau concentrațiile interparticulare ale punctelor variau. de carbon. Ei au descoperit că, pe măsură ce concentrația s-a ajustat, lumina emisă de punctele de carbon s-ar transforma. Prin variația concentrației, echipa a reușit să controleze intensitatea relativă a culorilor, precum și să le emită simultan pentru a genera o lumină albă dintr-o singură sursă (vezi figura).

„Cercetările anterioare au trecut cu vederea dependența concentrației de fotoluminiscență a punctelor de carbon de schimbarea originilor emisiilor pentru diferite distanțe interparticule. Cu analiza fenomenului de emisie în două culori a punctelor de carbon, credem că acest rezultat poate oferi o nouă perspectivă pentru investigarea mecanismului său de fotoluminescență ”, a explicat Yoo.

Abilitatea recent analizată de a controla fotoluminiscența punctelor de carbon este probabil să fie utilizată intens în dezvoltarea continuă a aplicațiilor de iluminare și detectare în stare solidă.

Referință: „Distanța interparticulară ca factor cheie în controlul proprietăților de emisie dublă ale punctelor de carbon” de Hyo Jeong Yoo, Byeong Eun Kwak și Do Hyun Kim, 25 iunie 2020, Chimie fizică Fizică chimică.
DOI: 10.1039 / D0CP02120B

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Mișcări ale electronilor de ceas în interiorul unui atom: viteza obturatorului de o milionime dintr-o miliardime de secundă

Reprezentarea artistică a experimentului. Întârzierea inerentă între emisia celor două tipuri de electroni duce la o elipsă caracteristică în datele analizate. În...

Materialul nou poate proteja mai bine soldații, sportivii și șoferii de șoc, impact și explozii

Soldații, sportivii și șoferii pot face viața mai sigură datorită unui nou proces care ar putea duce la o protecție mai eficientă și reutilizabilă...

A fost găsit cel mai vechi loc de înmormântare uman din Africa – un copil a fost îngropat în urmă cu 78.000 de ani

Vedere generală a zonei peșterii Panga ya Saidi. Observați săparea șanțului unde a fost deschisă înmormântarea. Credit: Muhammad Javad Shoaee Descoperirea celui mai...

Se preconizează că speciile non-native vor crește cu 36% în întreaga lume până în 2050

Gâscă egipteană (Alopochen aegyptiaca) originară din Africa și stabilită acum în Europa Centrală și de Vest. Credit: profesorul Tim Blackburn, UCL Se preconizează că...

Visele noastre pot fi ciudate

Această ilustrație reflectă supra-ipoteza creierului, care susține că calitatea redusă și halucinantă a viselor nu este o greșeală, ci o trăsătură particulară, deoarece ajută...

Newsletter

Subscribe to stay updated.