Ugljična kvantna tačka

**Ugljične kvantne tačke**, koje se često nazivaju i **ugljične tačke** (skraćeno CQD, C-tačke ili CD), ugljične su nanočestice koje su manje od 10&nbsp;nm veličine i imaju neki oblik površinske pasivizacije.

## Historija 
CQD su prvi otkrili Xu i ostali 2004. slučajno tokom prečišćavanja jednozidnih ugljičnih nanocijevi. Ovo otkriće je pokrenulo opsežna istraživanja kako bi se iskoristila fluorescentna svojstva CQD-a. Kao nova klasa fluorescentnih ugljikovih nanomaterijala, CQD posjeduju atraktivna svojstva visoke stabilnosti, dobre provodljivosti, niske toksičnosti, ekološke prihvatljivosti, jednostavnih sintetičkih puteva kao i uporedivih optičkih svojstava sa kvantnim tačkama. Ugljične kvantne tačke su opsežno istraživane, posebno zbog svojih jakih i podesivih svojstava fluorescencije, koja omogućavaju njihovu primjenu u biomedicini, optronici, katalizi i sensingu.
Kao nova klasa fluorescentnih ugljikovih nanomaterijala, CQD posjeduju atraktivna svojstva visoke stabilnosti, dobre provodljivosti, niske toksičnosti, ekološke prihvatljivosti, jednostavnih sintetičkih puteva kao i uporedivih optičkih svojstava sa kvantnim tačkama. Ugljične kvantne tačke su opsežno istraživane, posebno zbog svojih jakih i podesivih svojstava fluorescencije, dok drugi radovi pripisuju fluorescenciju rekombinaciji površinski zarobljenih naboja, ili su predložili oblik sprege između jezgre i površinskih elektronskih stanja. Fluorescencija CQD-ova zavisna od ekscitacije, koja dovodi do njihove karakteristične emisione prilagodljivosti, uglavnom je povezana s nehomogenom raspodjelom njihovih emisionih karakteristika, zbog polidisperznosti, iako su neki radovi to objasnili kao kršenje Kašinog pravila koje proizlaze iz neobično sporog opuštanja rastvarača.

## Svojstva CQD-a 
link=https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/08/Carbon_dots_prepared_by_Paliienko_K._Kiev_Ukraine.jpg/236px-Carbon_dots_prepared_by_Paliienko_K._Kiev_Ukraine.jpg|mini|236x236piksel|Ugljične tačke pripremljene od različitih prekursora: uree, alanina i saharoze (izradio Paliienko Konstantin)
Strukture i komponente CQD-a određuju njihova različita svojstva. Mnogi karboksilni ostaci na površini CQD daju odličnu rastvorljivost u vodi i biokompatibilnost. CQD-ovi su također pogodni za hemijsku modifikaciju i površinsku pasivizaciju sa različitim organskim, polimernim, neorganskim ili biološkim materijalima. Površinskom pasivizacijom poboljšavaju se fluorescentna svojstva kao i fizička svojstva CQD-a. Nedavno je otkriveno da CD funkcionaliziran aminom i hidroksamskom kiselinom može proizvesti trobojnu (zelenu, žutu i crvenu) emisiju kada se uvede u različito pH okruženje i ova trobojna emisija može biti sačuvana u ORMOSIL filmskoj matrici. Rad objavljen 2019. godine pokazao je da CQD može izdržati temperature i do 800&nbsp;°C, otvarajući put za primjenu CQD u okruženjima s visokim temperaturama. Bazirani na ugljiku, CQD posjeduju svojstva kao što su dobra provodljivost, benigni hemijski sastav, fotohemijska i termička stabilnost.

## Sinteza CQD-a 
Sintetičke metode za CQD su grubo podijeljene u dvije kategorije, "odozgo prema dole" i "odozdo prema gore". Ovo se može postići hemijskim, elektrohemijskim ili fizičkim tehnikama. Uzgajali su višeslojne ugljične nanocijevi na karbonskom papiru, a zatim su umetnuli karbonski papir u elektrohemijsku ćeliju koja je sadržavala prateći elektrolit uključujući degasirani acetonitril i 0,1 M tetrabutil amonijum perhlorat. Kasnije su ovu metodu primijenili u rezanju CNT-a ili sastavljanju CNT-a u funkcionalne uzorke koji su pokazali raznovrsnost pozivanja ove metode u manipulacijama ugljičnim nanostrukturama.

Sintetički put odozdo prema gore uključuje sintezu CQD-a iz malih prekursora kao što su ugljikohidrati, citrati i nanokompoziti polimer-silika kroz hidrotermalni/solvotermalni tretman, podržavajući sintetičke i mikrovalne sintetičke puteve. Na primjer, Zhu i ostali su opisali jednostavnu metodu pripreme CQD zagrijavanjem otopine poli(etilen glikola) (PEG) i saharida u mikrovalnoj pećnici od 500 W u trajanju od 2 do 10 minuta.

Nedavno su se koristili i zeleni sintetički pristupi za proizvodnju CQD-a.

### Kontrola veličine 
 Formira se tanak izolacijski sloj kako bi se postigla površinska pasivizacija vezivanjem polimernih materijala na površinu CQD-a tretiranu kiselinom. S, P su demonstrirane za podešavanje svojstava CQD-a, među kojima je N doping najčešći način zbog svoje velike sposobnosti u poboljšanju fotoluminiscencije emisije. Mehanizmi pomoću kojih dopiranje dušikom povećava kvantni prinos fluorescencije CQD-a, kao i struktura CD-a koji su jako dopirani N-om, vrlo su diskutovana pitanja u literaturi. Zhou i ostali primijenili su XANES i XEOL u istraživanju elektronske strukture i mehanizma luminescencije u njihovom elektrohemijski proizvedenom ugljičnom QDS-u i otkrili da je doping N gotovo sigurno odgovoran za plavu luminiscenciju. Zabilježena je sinteza novih nanokompozita na bazi CD-a s neobičnim svojstvima. Na primjer, novi nanokompozit je dizajniran korištenjem CD-a i magnetnih nanočestica Fe 3 O 4 kao prekursora s nanozimetskom aktivnošću.

## Primjene 
[link=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6c/Applications.png/363px-Applications.png|mini|363x363piksel|CQD s jedinstvenim svojstvima imaju veliki potencijal u biomedicini, optronici, katalizi i senzorima Ubrizgavanjem rastvarača koji sadrže CQD u živo tijelo, slike in vivo se mogu dobiti za potrebe otkrivanja ili dijagnoze. Jedan primjer je da se CQD konjugirani organskom bojom mogu koristiti kao efikasne fluorescentne sonde za H2S. Prisustvo H2S moglo bi podesiti plavu emisiju CQD-ova konjugiranih organskom bojom na zelenu. Dakle, korištenjem fluorescentnog mikroskopa, CQD-ovi konjugovani organskom bojom su bili u stanju da vizualizuju promjene u fiziološki relevantnim nivoima H2S. Saladino i ostali demonstrirali su koncept koristeći MW-potpomognute sintetizirane azotom dopirane CQD-ove nezavisne od pobude. Oni su konjugovani sa nanočesticama [rodija – kontrastnim agensima rendgenske fluorescencije – što je dovelo do dualnog nanohibrida sa optičkim i rendgenskim fluorescentnim svojstvima. Štoviše, proces konjugacije ne samo da uzima u obzir dvostruki način vizualizacije, već i pasivizira površinu nanočestica rodija, što rezultira smanjenom citotoksičnošću.

### Detektovanje 
CQD su također primijenjeni u biodetektovanju kao nosioci biosenzora zbog njihove fleksibilnosti u modifikaciji, visoke rastvorljivosti u vodi, netoksičnosti, dobre fotostabilnosti i odlične biokompatibilnosti. glukoze, pH, nivoa u tragovima H2O2 Opšti primjer je o testovima bočnog protoka nukleinske kiseline. Diskriminirajuće oznake na amplikonima se prepoznaju po odgovarajućim antitijelima i fluorescentnim signalima koje daju prikačeni CQD. lokalni polaritet što dodatno proširuje njihov potencijal za primjenu nanosenzivanja, na primjer u analiza zagađivača.

### Dostava lijekova 
Netoksičnost i biokompatibilnost CQD-a omogućavaju im široku primjenu u biomedicini kao nosači lijekova, fluorescentni markeri kao i kontrola oslobađanja lijeka. Ovo je ilustrovano upotrebom CQD-a kao fotosenzibilizatora u fotodinamičkoj terapiji za uništavanje ćelija raka.

### Kataliza 
Fleksibilnost funkcionalizacije sa različitim grupama CQD-a omogućava im da apsorbuju svjetlost različitih talasnih dužina, što nudi dobre mogućnosti za aplikacije u fotokatalizi. CQDs-modificirani P25 TiO2 kompoziti su pokazali poboljšanu fotokatalitičku evoluciju H2 pod zračenjem UV-Vis. CQD služe kao rezervoar za elektrone za poboljšanje efikasnosti razdvajanja parova elektron-rupa P25.

### Optronika 
CQD posjeduju potencijal da služe kao materijali za solarne ćelije osjetljive na boje, organske solarne ćelije, i uređaje koji emituju svjetlost. CQD se mogu koristiti kao fotosenzibilizatori u solarnim ćelijama osjetljivim na boje, a efikasnost fotoelektrične konverzije je značajno poboljšana. CQD ugrađen hibridni sol baziran na silicijum dioksidu može se koristiti kao transparentna fluorescentna boja.

### Raketna goriva 
Nedavno su CQD-ovi korišteni u hibridnim raketnim gorivima.

### Otkrivanje otiska prsta 
CQD se koriste za poboljšanje latentnih otisaka prstiju.

## Također pogledajte 
* Kvantna tačka
* Kvantna tačka ugljične nanocijevi
* Ugljične nanocijevi u fotovoltaici
* Grafenska kvantna tačka

## Reference 
## Literatura 
* 
* 
* 
* 
* 
* 

Kategorija:Alotropi ugljika
Kategorija:Kvantne tačke